EP4498040A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer lokalisierungskarte sowie zum aktualisieren dieser lokalisierungskarte - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer lokalisierungskarte sowie zum aktualisieren dieser lokalisierungskarte Download PDF

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EP4498040A1
EP4498040A1 EP23187589.9A EP23187589A EP4498040A1 EP 4498040 A1 EP4498040 A1 EP 4498040A1 EP 23187589 A EP23187589 A EP 23187589A EP 4498040 A1 EP4498040 A1 EP 4498040A1
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EP
European Patent Office
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map
present
scaled
objects
correction
Prior art date
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EP23187589.9A
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English (en)
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EP4498040B1 (de
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Martin Schwaiger
Robert Willeit
Tessa Pannen
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Jungheinrich AG
Original Assignee
Jungheinrich AG
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/206—Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a localization map for determining the position of an industrial truck in a logistics facility, in which an environmental map of a detection area of the logistics facility is generated by scanning objects present in the detection area.
  • the invention further relates to a method for updating such a localization map.
  • the invention also relates to a device for generating a localization map for determining the position of an industrial truck in a logistics facility, which device has a scanning device for generating an environmental map of a detection area of the logistics facility, wherein the scanning device is designed to scan objects present in the detection area.
  • the invention also relates to a device for updating this localization map.
  • Localization maps are important for the autonomous or semi-autonomous operation of industrial trucks in logistics facilities. Maps that are scanned using a scanning device, such as a laser scanner, can be used as localization maps.
  • a detection area of the logistics facility is scanned, for example an area in which an autonomous or semi-autonomous operation of an industrial truck is to take place. This detection area is often a sub-area of the logistics facility.
  • the scanned map of the surroundings is often a point cloud, which the industrial truck can use to determine its own position in the logistics facility.
  • step c) the generated map of the surroundings and the scaled map are displayed on the display device, for example, by displaying the map of the surroundings and the scaled map next to each other. It can also be provided that the map of the surroundings and the scaled map are displayed in superposition, i.e. as a common superimposed map. In order to facilitate the acquisition of the correction command in step d), the map of the surroundings and the scaled map are displayed in particular simultaneously.
  • Step d) comprises in particular a selection of the object in the environmental map and an associated selection of a structurally fixed feature of the logistics facility present in the scaled map.
  • a correction matrix is created, in particular for the objects shown in the environment map at a distorted position.
  • a correction matrix can be created, but this does not necessarily have to be done. If a correction matrix is created for such correctly displayed objects, it can contain the information that no change to the scanned position is required in order to convert it to the correct scale position.
  • a correction matrix can be a unit matrix or a correction matrix in which entries are present which indicate, for example, that no displacement and/or rotation of the displayed object takes place.
  • Such a correction matrix contains in particular the information that during the rectification of the surroundings map carried out in step g), the scanned position of the object displayed in the correct position is not changed, i.e. the object remains at the location shown in the scanned surroundings map.
  • the step g) of rectifying the environment map includes in particular compressing and/or stretching the environment map in any direction. Furthermore, the rectifying step can include in particular rotating and/or shifting the environment map. A combination of these operations can also be carried out, for example stretching. Furthermore, the operations mentioned can be applied to the environment map as a whole or to sections of the environment map; this also applies to the combination of the operations mentioned.
  • the environmental map of a detection area of the logistics facility is generated by capturing a plurality of individual scans, wherein objects present in the detection area are depicted in at least some of these individual scans.
  • Each of the individual scans is assigned a pose of the industrial truck, wherein the individual scan is recorded at the assigned pose and the plurality, in particular the concatenation of the poses, furthermore in particular the concatenation of all poses of a measurement run, form a trajectory.
  • the distortion correction of the environmental map is furthermore carried out in particular by correcting the poses at which individual scans were recorded as part of the generation of the environmental map, wherein the individual scans are combined to form the environmental map, on the basis of the correction matrices.
  • poses are corrected whose associated individual scans do not include an object that can be assigned to a structurally stationary feature.
  • These other poses can be corrected as follows as part of the rectification of the environment map.
  • the other poses lie on the trajectory between a pose whose individual scan includes the first object and another pose whose individual scan includes the second object.
  • the first correction matrix can be determined for the first pose
  • the second correction matrix can be determined for the second pose.
  • further correction matrices can be determined from the first and second correction matrices, for example by interpolation.
  • the environment map can be rectified by applying these further correction matrices to the other poses.
  • the scaled map contains only immobile objects, and in particular objects that are firmly connected to a building of the logistics facility and are firmly integrated into the building structure, such as beams, gates and/or walls.
  • An object is firmly integrated into the building structure if it cannot be changed or removed without extensive structural measures or if the object is an object relevant to the statics of the building, such as a beam, a load-bearing wall or a column.
  • the position(s) of shelves and other permanently installed logistics objects are also shown in the scaled map and can be immobile objects in it.
  • such a method can be used to generate and provide a localization map which serves as the basis for determining the position of an industrial truck in the logistics facility and which has a higher level of accuracy compared to conventional scanned maps.
  • the localization map is used in particular to determine the position of the industrial truck in the logistics facility.
  • a separate navigation map can be available for the navigation of the industrial truck, in which, for example, the driving areas of the industrial truck are defined.
  • the scan map includes more details, in particular also non-stationary or non-immobile objects, which allows a more precise determination of the position of the industrial truck in the logistics facility. It is advantageous not to use more than one map to determine the position of the industrial truck in the logistics facility and, for example, by comparing or matching these majority of maps to increase the accuracy of positioning.
  • the method according to aspects of the invention also enables an advantageous generation of an environment map compared to methods in which the recorded environment would be completely compared with a scaled map.
  • the logistics facility is a highly dynamic environment that is constantly changing due to the movement and repositioning of objects, so that the comparison of all recorded structures or objects with the scaled map is not easily possible.
  • This process is also very computationally intensive without leading to a higher accuracy of the generated map compared to the method according to aspects of the invention, so that this procedure would unnecessarily delay and possibly even prevent map distortion, so that the method could be carried out directly on an industrial truck, the computing power of which may not be sufficient for this.
  • steps d) and e) are carried out for more than two objects present in the environmental map and associated structurally fixed features present in the scaled map and accordingly more than two correction matrices are generated. If there are more than two correction matrices for different objects at different locations on the environmental map, their direction and amount can be interpolated depending on the location. This interpolation takes place, for example, linearly or on the basis of another suitable function. From this interpolation, a large number of correction matrices for the environmental map can be calculated, for example in a grid of the desired resolution. Then Based on this information, the surrounding map can be rectified.
  • the generation of the environmental map in step a) is carried out, for example, using an industrial truck that is equipped with a suitable scanning device, such as a laser scanning device or a LI-DAR scanning device.
  • a suitable scanning device such as a laser scanning device or a LI-DAR scanning device.
  • the structurally fixed features are in particular load-bearing structures of a building of the logistics facility.
  • they are walls or columns, in particular load-bearing walls or columns, of the building, gates, passageways or other features of the logistics facility, in particular safety-relevant features of the logistics facility.
  • the features are also in particular those for which it can be assumed that, when constructing a building of the logistics facility, a position and dimension that is in accordance with the planning and thus consistent with the construction plans will be maintained. The position and dimension of such a feature can therefore be assumed to be in accordance with the planning and thus consistent with the position and dimension shown on the scaled map.
  • the fixed features are not features that can be easily moved, as can be assumed for example for load-bearing elements of the building of the logistics facility or for gate passages.
  • the features are located at a fixed and known location, and it can also be assumed that this location will not be changed during operation of the logistics facility.
  • the method further developed in that in step a) the environment map is generated by carrying out a plurality of individual scans of objects present in the detection area and the individual scans are combined to form the environment map by registration, wherein the environment map is in particular a point cloud or an occupancy grid.
  • additional information can be evaluated.
  • the wheel odometry of the industrial truck used for scanning can be evaluated or measured values from an inertial measurement unit (IMU) can be evaluated.
  • IMU inertial measurement unit
  • An IMU has, for example, acceleration sensors, gyroscopes and/or magnetometers and thus provides additional information that allows the pose of the scanning vehicle to be determined.
  • a relative pose of the scanning vehicle can also be determined from the individual scans, each starting from an individual scan relative to one or more subsequent scans. In particular, structures from a first scan are identified in a second scan and the relative position of the first scan to the second scan is determined.
  • the additional information mentioned can supplement or support this pose determination.
  • the result of registering the individual scans is, for example, an occupancy grid.
  • a scanned map with previously unattained precision and positioning accuracy of the objects contained therein can be generated and provided.
  • a similar level of accuracy could previously only be achieved by correcting the map using measured position marks - but this involves considerable effort, since the position marks have to be measured by hand.
  • the method according to the embodiments mentioned advantageously eliminates the need to measure position marks in the logistics facility.
  • the distortion correction of the environment map is carried out by appropriately correcting the poses, i.e. the position information and the direction information, of the scanning device used in step a) to generate the environment map, for example an industrial truck.
  • the scaled map is in particular a vector-based Map, for example a CAD map.
  • the scaled map can also have a raster-based format.
  • the scaled map is available as a PNG file or in another raster-based format.
  • the method is further developed in that the logistics facility, in particular a building of the logistics facility, was realized on the basis of the scaled map.
  • the scaled map is, for example, a CAD map, in particular a digital construction plan.
  • the structurally fixed features for example gates, passageways, walls, columns and the like, are recorded in a digital construction plan. It can be assumed that, with appropriate construction, these features are actually located in reality at the positions recorded in the digital construction plan, so that it is a valid and suitable approach to correct the surrounding map based on the location of these features.
  • the method is further developed in that the environment map contains a first class of objects that can be assigned or are assigned to structurally stationary features, and a second class of objects that can be assigned or are assigned to non-structurally stationary features, wherein the corrected environment map, which is output as a localization map for determining the position of the industrial truck in step h), comprises both objects of the first and the second class.
  • a rectified scanned map of the environment offers a greater level of detail as a localization map compared to a scaled map.
  • the industrial truck can use such a localization map to determine its position in the logistics facility on a broader data basis and thus determine faster and more precisely.
  • step d) a correction command generated by a user is detected.
  • the correction command is generated, for example, by reading out or querying a suitable user terminal or user display device, or by receiving a corresponding command.
  • the user terminal is, for example, a touchpad on which a position can be marked, or a computer mouse with the mouse pointer to select a position.
  • a user can, for example, identify an object in the scanned environmental map and display or mark its exact position in the scaled map. For example, an edge of a pillar or an edge of a passageway or a gate can be identified by the user in the scanned environmental map and its position in the scaled map can be assigned using the correction command. The difference in the position of these two objects results in the correction matrix, on the basis of which the scanned environmental map can then be rectified.
  • the method is further developed in that the correction command detected in step d) defines a search area in the environmental map displayed in step c) and/or the scaled map, wherein the object present in the environmental map and the structurally fixed feature present in the scaled map are present in the search area, wherein the association between the object present in the environmental map and the object present in the scaled map existing structurally stationary feature is carried out by an object recognition algorithm or is carried out by a user assisted by an object recognition algorithm.
  • the user can define a search window in the superimposed map, with the object recognition algorithm identifying similar or corresponding structures in this search window, for example the outline or partial outline of a column, a gate or the like.
  • the correction matrix can then be calculated on the basis of this assignment suggested by the object recognition algorithm, with the correction matrix also being able to be suggested to a user by a suitable correction algorithm that is also provided in particular. According to such an embodiment, the user only needs to confirm the assignment.
  • the distortion correction of the environment map can be done quickly and efficiently.
  • step d) takes place during the implementation of step a).
  • the distortion correction and correction of the environment map is carried out while it is being generated by the corresponding environment scans.
  • Such real-time processing is particularly advantageous in combination with the previously mentioned object recognition algorithm and the associated features. For example, during a scan, a user can be suggested an appropriate assignment, which is then This can be confirmed directly, i.e. in real time. The recording and correction of the surrounding map can be carried out quickly and efficiently.
  • the distortion correction of the environment map is carried out, for example, by correcting the poses of the industrial truck during the scanning process.
  • Other distortion correction methods such as a distortion correction method based on linear interpolation or a distortion correction method in which other suitable functions are used for interpolation between the displacement vectors, can also be used.
  • the links created when generating the localization map between objects in the surrounding map and the fixed features in the scaled map can also be used to update the map. This speeds up the updating of the localization map and reduces the effort required for this.
  • the device has the same or similar advantages as those already mentioned with regard to the method for generating the localization map, so that repetition is dispensed with.
  • the device is particularly developed in that the scanning device is designed to generate the environmental map by carrying out a plurality of individual scans of objects present in the detection area and the individual scans are combined to form the environmental map by registration, wherein the environmental map is in particular a point cloud or an occupancy grid.
  • the logistics facility has been realized on the basis of the scaled map.
  • the device is further preferably developed in that the environment map contains a first class of objects that can be assigned or are assigned to structurally stationary features, and a second class of objects that can be assigned or are assigned to non-structurally stationary features, wherein the corrected environment map, which can be or is output by the output device as a localization map for determining the position of the industrial truck, comprises both objects of the first and the second class.
  • the device is furthermore particularly designed so that the Correction command detection device is adapted to detect a correction command generated by a user.
  • the correction command detection device is set up to detect a correction command which defines a search area in the environmental map and/or scaled map that can be displayed or is displayed by the display device, wherein the object present in the environmental map and the structurally stationary feature present in the scaled map are present in the search area, wherein the correction command detection device is further set up to carry out the assignment between the object present in the environmental map and the structurally stationary feature present in the scaled map by means of an object recognition algorithm or to assist a user by means of an object recognition algorithm.
  • the device is particularly developed in that the correction command detection device is designed to detect the correction command while the scanning device detects the environmental map of the detection area of the logistics facility.
  • a method for determining the position and/or navigating an industrial truck in a logistics device wherein this industrial truck performs a position determination on the basis of a localization map which was generated according to a method for generating a localization map according to aspects of the invention.
  • an industrial truck which comprises a device for generating a localization map according to one or more of the aforementioned embodiments.
  • a logistics system is provided which comprises such an industrial truck and a device for generating a localization map.
  • Embodiments according to the invention can fulfill individual features or a combination of several features.
  • Fig. 1 shows a flow chart of a method for generating a localization map.
  • the localization map serves as the basis for determining the position of an industrial truck 2 in a logistics facility 4 (cf. Fig. 7 ).
  • the method for generating the localization map starts in step a) with the generation of an environmental map of a detection area of the logistics facility.
  • the environmental map is generated by scanning objects present in the detection area.
  • the environmental map is generated in particular by combining a large number of individual scans of objects present in a detection area.
  • the individual scans are combined to form the environmental map, for example by registration.
  • the various individual scans are aligned to previously recorded individual scans based on their recorded features. Odometry data and/or IMU data from the industrial truck 2 can be used to increase accuracy.
  • the location of the respective measurement i.e. the location of the recording of the individual scan, can also be recorded in the environmental map, so that the vehicle's trajectory can be traced.
  • the environmental map is then available, for example, as a point cloud or in the form of an occupancy grid.
  • Fig. 2 shows an example environment map 6 of a detection area of the logistics facility 4.
  • the detection area is in particular a sub-area of the logistics facility 4.
  • Various objects 8, 26 are shown as examples, which are, for example, pallets, pallet spaces or shelving systems, as in the case of the objects designated with 26 or, for example, the columns 1 to 3 and a fire protection gate, as in the case of the objects designated with 8
  • the distinction between the objects provided with different reference numbers is discussed in more detail later in the text.
  • step b) of the Fig. 1 A scaled map 10 is acquired using the method shown for generating the localization map.
  • Fig. 3 shows an example scaled map 10.
  • the scaled map 10 shows a partial area of the detection area or at least the detection area, i.e. the scaled map 10 can show a larger area of the logistics facility 4 than the surrounding area map 6, which was recorded in step a).
  • the scaled map 10 contains structurally fixed features 12. These are, for example, the columns 1 to 3, which are also designated as such in the figure, and the fire protection gate.
  • the generation of the environment map 6 in step a) is carried out with a scanning device 14, as shown for example on the Fig. 7
  • the scanning device 14 can also, deviating from the schematic representation, be mounted just above the ground, i.e. in the lower part of the industrial truck 2.
  • the scanning device 14 can comprise several individual scanners, which can be installed both near the ground and at other points on the industrial truck 2.
  • the scan data from the individual scanners can be related to a common reference point or calculated back using suitable transformations, for example to a vehicle pivot point.
  • the environmental map 6 can be composed of individual scans.
  • the industrial truck 2 comprises a communication unit 22 which is set up to operate a wired or wireless data connection between the industrial truck 2 and the external processing unit 20.
  • the external processing unit 20 comprises a display device 24 on which, according to step c) of the Fig. 1 shown method, an overlaid map is displayed.
  • the overlaid map comprises the environmental map 6 generated in step a) superimposed on the scaled map 10 captured in step b).
  • deviations between the objects 8 present in the scanned environmental map 6 and the stationary features 12 included in the scaled map 10 can be shown and recognized.
  • This correction command concerns an assignment between an object 8 present in the environment map 6 and an object 8 present in the scaled Map 10 has a structurally fixed feature 12.
  • the correction command concerns an assignment between one of the columns 1 to 3 visible in the surrounding map 6 and a corresponding column as shown in the scaled map 10. The same applies to the fire protection gate.
  • the environment map 6 Since the environment map 6 is assembled from a large number of individual scans by registration, and errors inevitably occur during this process, for example due to inaccuracies in determining the pose of the industrial truck 2 recording the individual scan, the environment map 6 has a drift and/or inaccuracies.
  • the position of the object 8, for example the column 1 in the environment map 6, will deviate from the position of the feature 12, which is also the column 1, shown in the scaled map 10.
  • a correction matrix is therefore generated between the scanned position of the object 8 present in the environment map 6 and the structurally fixed feature 12 previously assigned to it.
  • This correction matrix would be, for example, the displacement vector between the column 1, as it is visible in the environment map 6, and the column 1, as it is shown as feature 12 in the scaled map 10.
  • the correction matrix can define a rotation or a combination of a displacement and a rotation.
  • the correction matrix generated in this way indicates the deviations of the environment map 6 captured by scanning from the actual conditions of the logistics facility 4, as shown in the scaled map 10.
  • the structurally fixed features 12 shown in the scaled map 10 are structural elements that are also shown in the Operation of the logistics facility 4 is not subject to local change. Assuming proper construction, it can be assumed that these features 12 are actually located at the positions that are stored as positions in the scaled map 10.
  • step d) is repeated, namely the acquisition of the correction command relating to the assignment between the object 8 present in the environment map 6 and the structurally fixed feature 12 present in the scaled map 10 and the subsequent generation of the correction matrix between the positions of these two elements for at least a first and a second object.
  • step d) is repeated, namely the acquisition of the correction command relating to the assignment between the object 8 present in the environment map 6 and the structurally fixed feature 12 present in the scaled map 10 and the subsequent generation of the correction matrix between the positions of these two elements for at least a first and a second object.
  • step d) is repeated, namely the acquisition of the correction command relating to the assignment between the object 8 present in the environment map 6 and the structurally fixed feature 12 present in the scaled map 10 and the subsequent generation of the correction matrix between the positions of these two elements for at least a first and a second object.
  • step d) is repeated, namely the acquisition of the correction command relating to the assignment between the object 8 present in the environment map 6 and the structurally fixed
  • the environment map 6 is then processed in step g) of the Fig. 1
  • the map is rectified using a process shown as a flow chart. This rectification is carried out on the basis of a correction matrix generated for the first object, for example for column 1, and one for the second object, for example for column 2 and/or the fire gate.
  • the rectification of the map is carried out, for example, by linearly stretching the map, interpolating between the correction matrices for individual objects 8 and the features 12.
  • a correction can also be carried out on the basis of a correction of the pose of the vehicle carrying out the scanning process in step a), for example the industrial truck 2.
  • This rectification is necessary because the environment map 6 and the scaled map not only have to be aligned relative to each other, i.e. placed and rotated, but the environment map 6 also has to be changed in its relative dimension. As already mentioned above, this is because the relative arrangement of the individual scans to each other is subject to inaccuracies, which, for example, generate an angle error, which leads to, for example, two aisles running perpendicular to each other in the logistics facility 4, as in the Fig. 2 and 3 shown, in the environment map 6 have an angle slightly larger or smaller than 90° to each other.
  • the rectified environment map 6 is output in step h) as a localization map for determining the position of the industrial truck 2 in the logistics facility 4.
  • the rectified environment map 6 is transmitted from the external processing unit 20 to the industrial truck 2, for example via the communication unit 22 of the Industrial truck 2.
  • the localization map can then be stored, for example, in the storage medium 16 of the industrial truck 2.
  • the processing unit 18 of the industrial truck 2 can then determine the position of the industrial truck 2 in the logistics facility 4 on the basis of this data.
  • the position can again be recorded on the basis of data that the scanning device 14 records from the surroundings of the industrial truck 2 in the logistics facility 4.
  • a comparison is made, for example, with the localization map stored in the storage medium 16.
  • the logistics facility 4 was, in particular, based on the scaled map 10 as shown Fig. 3 shows, is realized.
  • the scaled map is therefore, for example, a construction plan in digital form.
  • a building which includes the logistics facility 4 or in which the logistics facility 4 is installed was realized on the basis of the scaled map 10.
  • the environment map 6 shown comprises two classes of objects.
  • a first class of objects is designated with reference number 8, a second class of objects with reference number 26.
  • the objects 8 of the first class are assignable to structurally stationary features 12 in the scaled map 10 or can be assigned to them.
  • the objects 26 of the second class are not assignable to structurally stationary features 12, i.e. cannot be assigned to any structurally stationary features 12 shown in the scaled map 10.
  • the environment map 6 nevertheless comprises the objects 26 of the second class. Their position is also corrected in the rectification step g).
  • the objects 26 of the second class enrich the data basis of the environmental map 6 in comparison to the scaled map 10, so that a broader data basis is created for determining the position of the industrial truck 2 in the logistics facility 4.
  • the correction command mentioned above in connection with step d) is, for example, a user-generated correction command.
  • a user can first mark the position of column 1 (or the position of an edge of column 1) in the surrounding map 6 in the overlaid map as shown on the display device 24.
  • the user marks the associated stationary feature 12, which represents column 1, in the scaled map 10.
  • an edge of this column can be marked instead of column 1 as a whole, which can increase the accuracy of the assignment.
  • the correction matrix generated in step e) can be derived from these two user inputs.
  • the environment map 6, as it Fig. 2 shows, using this information, and a high-quality environment map 6 can be provided as a localization map for the industrial truck 2.
  • the user can use an assistance function in this process by entering a search area 28, as shown for example in column 1, with reference symbols and for the objects 8 of the first class as well as for the associated features 12 in the environment map 6 and the scaled map 10 in the Fig. 2 and 3
  • the user places this search area 28, for example, in the superimposed image shown on the display device 24.
  • Map Map.
  • the object 8 is located in the environment map 6 and the feature 12 is located in the scaled map 10.
  • An object recognition algorithm provided by the external processing unit 20 identifies corresponding or similar structures in the search area 28. In this way, a correction matrix can be suggested to the user for the assignment of the object 8 to the feature 12, for example by the algorithm making the two elements coincide.
  • Such a method can be carried out in real time, for example while the industrial truck 2 is driving through a detection area of the logistics facility 4 and creating the surrounding map 6 using the scanning device 14.
  • the industrial truck 2 comprises, for example, a further display device 30.
  • the superimposed map can be displayed on this.
  • the driver of the industrial truck 2 can be suggested associations between detected objects 8 and features 12. In such a case, the user only has to agree to the suggested association. In this way, the surrounding map 6 can be both recorded and rectified during the scanning run.
  • step a1 an updated environmental map 6 of the detection area of the logistics facility 4 is created by scanning objects 8 present in the detection area and other objects that were not included in the generation of the environmental map 6 or that were included in the objects detected in another position 8.
  • step b1) the scaled map 10 already recorded in step b) is used again.
  • an updated superimposed map is displayed, for example on the display device 24 of the external processing unit 20 or on the further display device 30 of the industrial truck 2.
  • This updated superimposed map comprises the updated surroundings map 6 generated in step a1) in superposition with the scaled map 10. If the corresponding display is made on the further display device 30 of the industrial truck 2, the processing unit 18 of the industrial truck 2 has a corresponding functionality for carrying out the method.
  • step d) The assignment already known from step d) between the object 8 present in the environment map 6 and the structurally stationary feature 12 present in the scaled map 10 can now be used again in a step d1) of the method for updating the localization map. In other words, no new assignment between the object 8 and the feature 12 needs to be made in order to update the localization map.
  • an updated correction matrix can be generated between an updated scanned position of the object 8 present in the environment map 6, which was assigned to the structurally fixed feature 12 in step d1), and the scaled position of the structurally fixed feature 12, as contained in the scaled map 10.
  • the steps of using d1) and generating the updated correction matrix e1) are carried out again for at least two objects 8 present in the environment map 6.
  • the environment map 6 is then rectified using the updated correction matrix generated for these two objects 8.
  • step h1) the environment map 6 rectified in step g1) is output as an updated localization map for determining the position of the industrial truck 2 in the logistics facility 4.
  • the industrial truck 2 shown as well as the external processing unit 20 can be set up as a device for generating a localization map for determining the position of the industrial truck 2 in the logistics facility 4. If the external processing unit 20 is set up as such a device, it accesses data from the scanning device 14 of the industrial truck 2. This need is eliminated if the industrial truck 2 itself is equipped with the corresponding functionality, i.e., for example, its processing unit 18 is set up accordingly. Individual processing steps of the method for generating the localization map can therefore be carried out by the industrial truck 2 and other steps can be carried out by the external processing unit 20.
  • the division of the processing steps can be flexible and arbitrary, whereby sub-steps or subtasks included in the processing steps can also be distributed arbitrarily and flexibly between the two units. This does not apply to steps for which the respective unit requires corresponding hardware.
  • the recording of the individual scans is always carried out by the unit that includes the scanning device 14, i.e. usually by the industrial truck 2.
  • the industrial truck records 2 the individual scans and combines them to form a distorted map of the surroundings. The rectification and correction of this map is then carried out on the external processing unit 20.
  • An embodiment will now be described purely by way of example, according to which the external processing unit 20 is designed as a device for generating the localization map.
  • the scanning device 14 of the industrial truck 2 generates an environmental map 6 of a detection area of the logistics facility 4 by scanning objects 8 present in the detection area using the scanning device 14.
  • the individual scans can be transmitted to the external processing unit 20 for registration.
  • the external processing unit 20 comprises a capture device 32 which is designed to capture the scaled map 10.
  • the capture device 32 is a storage medium on which the scaled map 10 is stored or an interface via which the scaled map 10 is received.
  • the external processing unit 20 further comprises the already mentioned display device 24 on which the superimposed map is displayed.
  • the external processing unit 20 further comprises a correction command detection device 34, which is designed to detect the correction command relating to the association between the object 8 present in the environment map 6 and the feature 12 present in the scaled map 10.
  • the correction command detection device 34 is, for example, a peripheral device, such as a computer mouse.
  • the external processing unit 20 further comprises a correction matrix generation device 36, which is set up to generate the correction matrix between the scanned position of the object 8 present in the environment map 6 and the feature 12, as shown in the scaled map 10.
  • the detection of the correction command and the calculation of the correction matrix are carried out for at least two objects.
  • the environment map 6 is then rectified using a rectification device 38 on the basis of at least the correction matrices.
  • the rectified environment map 6 is output via an output device 40 and transferred to the industrial truck 2, for example for the purpose of determining the position.
  • the output device 40 communicates the localization map to the communication unit 22 of the industrial truck 2.
  • the detection device 32, the correction command detection device 34, the correction matrix generation device 36 and/or the equalization device 38 of the external processing unit 20 can be implemented as functional units in the external processing unit 20 and do not have to be structurally discrete units.
  • the units are functions or algorithms that are executed on the external processing unit 20.
  • Fig. 4 shows another flowchart illustrating parts of a method for generating the localization map.
  • a step S1 the scanning process is first started, referred to as "Start card acquisition”.
  • step S2 the industrial truck 2 travels a trajectory in the detection area, taking individual scans of the environment The individual scans are recorded at different poses of the industrial truck 2.
  • a pose includes information on the location of the industrial truck 2 and on an orientation of the industrial truck 2. This process is completed in step S3.
  • the preliminary (distorted) environment map 6 is created, for example by processing the scan data in the industrial truck 2.
  • the data processing can also be carried out in the external processing unit 20.
  • Each individual scan is assigned a node, also referred to as a "node”.
  • the respective pose can be determined using data from the vehicle odometry or on the basis of data from an IMU present in the industrial truck 2. Likewise, at least relative information about the pose can be obtained from matching the individual scans, as will be explained below. In addition, combinations of several or all methods of position determination are possible, for example a so-called sensor fusion.
  • the preliminary (distorted) environment map 6 is created by assembling the individual scans to match the environment map 6 as closely as possible. This process is often referred to as "matching”. How this process is carried out according to the specific embodiment is explained in the context of steps S5 and S6.
  • corresponding structures are identified in successive individual scans in particular. All points of the two individual scans can also be aligned with each other so that the two individual scans have a maximum pixel-by-pixel overlap. Based on the correspondence of the structures or the pixel-by-pixel correspondence, the individual scans are aligned with each other, for example shifted and/or rotated.
  • the pose of the industrial truck 2 at which the respective individual scan was taken can be taken into account for the matching.
  • the relative poses i.e. the difference between one pose and the subsequent pose, can also be obtained from the matching of the associated individual scans. For example, the relative pose results from the required shift and/or rotation of the successive individual scans. Both approaches can be combined with each other.
  • FIG. 6a This situation is in Fig. 6a ) is illustrated.
  • the individual scans were recorded at the poses 42 and simultaneously represent nodes for matching the individual scans.
  • step S5 the values for each node Relevant structures are extracted from the individual scans available, for example wall corners or columns. These structures can be detected manually or automatically.
  • the relevant structures are, for example, the Fig. 6a ) shown first and second objects 8a, 8b.
  • step S6 The transformations between the individual nodes or poses are determined in order to assemble the individual scans into the environment map 6.
  • a relative transformation of the individual scans, in particular the successive ones, takes place, for example, as part of the map recording, similar to a so-called SLAM method (SLAM Simultaneous Localization and Mapping).
  • SLAM Simultaneous Localization and Mapping
  • the structural distances between the individual scanners used as scanning device 14, which can be installed at different locations on the industrial truck 2 can also be taken into account.
  • An intrinsic transformation of the scan data is useful when using multiple scanners in order to relate the scan data of the individual scanners to a common reference point, for example the vehicle pivot point. Such an intrinsic transformation is typically carried out before matching the individual scans.
  • the environment map 6 is then rectified.
  • step S7 the assignment between the Scan data recorded and existing objects, for example the first object 8a and the second object 8b, to structurally stationary features 12 of the logistics facility 4 present in the scaled map, which is, for example, a CAD map.
  • a first feature 12a is assigned to the first object 8a and a second feature 12b of the logistics facility 4 is assigned to the second object 8b.
  • This step corresponds to the acquisition of the correction command (step d)).
  • step S8 The subsequent correction of the environment map (corresponds to step g)) takes place in the flow chart in step S8, as part of an optimization run with adapted poses for the individual scans.
  • a correction matrix is generated, by applying it to the scanned position of the object 8 present in the environment map 6, which was previously assigned to the stationary feature 12 in step d), the previously scanned position can be converted into the scaled position of the structurally stationary feature 12, as it is contained in the scaled map 10. This is shown in Fig. 6c ) is indicated.
  • the special case of a correction vector is shown as an example as a correction matrix.
  • a first correction vector 44a to the scanned position of the first object 8a, its position is converted to the scaled position of the first stationary feature 12a.
  • the second correction vector 44b By applying the second correction vector 44b, the scanned second position of the second object 8b changes into the true-to-scale second position of the second stationary feature 12b.
  • the determination of the first and second correction vectors 44a, 44b, and also generally the determination of a first and second correction matrix can be carried out, for example, as follows.
  • the scanned environmental map 6 and the scaled map 10 are displayed next to each other or in superposition on the display device 24, 30.
  • Corresponding points of the object 8 and the structurally fixed feature 12 are marked, for example by a user input.
  • corresponding edges or corners of a column or a gate passage are marked in both map displays. These could be the corners or edges of the first or second object 8a, 8b, which are, for example, a column and a gate passage.
  • the correction vector results from the difference between these two markings. This process is described in Fig. 6c ) illustrated.
  • the corresponding correction vectors 44a, 44b are then applied to the poses 42 at which the individual scans were determined. This illustrates Fig. 6d ).
  • the first correction vector 44a is applied to a pose 42x.
  • the second correction vector 44b is applied to a pose 42y.
  • a complete correction of the environment map 6 is carried out by applying correction vectors or generally corresponding additional correction matrices to the individual additional poses 42 lying between the pose 42x and the pose 42y.
  • These Additional correction vectors (in the example shown) or generally additional correction matrices can be calculated, for example, by interpolation between the first correction vector 44a and the second correction vector 44b.
  • Other optimization methods can also be used, for example error minimization using a covariance matrix.
  • Fig. 6e illustrates this process.
  • the environment map 6 can be rectified.
  • step S9 the localization map is checked, for example by a user-side visual check. If the localization map is deemed sufficient in this step, the localization map is output in step S10, referred to as a "rectified map". If, however, the localization map is not yet deemed sufficient in step S9, further objects 8 and their associated features 12 can be added to the analysis in a further step S11, referred to as "adding relevant structures".

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs (2) in einer Logistikeinrichtung (4), die folgenden Schritte aufweisend: Erzeugen einer Umgebungskarte (6) durch Scannen von in einem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten (8), Erfassen einer maßstabsgerechten Karte (10) umfassend konstruktiv ortsfeste Merkmale (12), Anzeigen der Umgebungskarte (6) und der maßstabsgerechten Karte (10), Erfassen eines Korrekturbefehls betreffend eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) und einem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12), Erzeugen einer Korrekturmatrix, Entzerren der Umgebungskarte (6) anhand der Korrekturmatrix und Ausgeben der entzerrten Umgebungskarte (6) als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in der Logistikeinrichtung (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in einer Logistikeinrichtung, bei dem eine Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung durch Scannen von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten erzeugt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aktualisieren einer solchen Lokalisierungskarte.
  • Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in einer Logistikeinrichtung, welche eine Scanvorrichtung zum Erzeugen einer Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung aufweist, wobei die Scanvorrichtung eingerichtet ist, in dem Erfassungsbereich vorhandene Objekte zu scannen. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aktualisieren dieser Lokalisierungskarte.
  • Lokalisierungskarten sind für den autonomen oder teilautonomen Betrieb von Flurförderzeugen in Logistikeinrichtungen von Bedeutung. Als Lokalisierungskarten können Karten eingesetzt werden, die mit einer Scanvorrichtung, beispielsweise einem Laserscanner, erfasst werden. Es wird ein Erfassungsbereich der Logistikeinrichtung gescannt, also beispielsweise ein Bereich, in dem ein autonomer oder teilautonomer Betrieb eines Flurförderzeugs stattfinden soll. Dieser Erfassungsbereich ist vielfach ein Teilbereich der Logistikeinrichtung. Die gescannte Umgebungskarte ist vielfach eine Punktwolke , anhand derer das Flurförderzeug seine eigene Position in der Logistikeinrichtung bestimmen kann.
  • Mittels Scanverfahren gewonnene Karten weisen unvermeidbar Ungenauigkeiten auf. Diese können sich negativ auf die erreichbare Genauigkeit der auf der Grundlage solcher Karten berechneten Position auswirken. Aus der EP 3 612 906 B1 ist ein System bekannt, bei dem eine gescannte Karte anhand von Markierungen, deren Positionen in der Logistikeinrichtung bekannt sind, korrigiert werden. Solche Markierungen, denen eine genaue Position zugewiesen ist, müssen jedoch zuvor eingemessen werden. Dies ist nur mit erheblichem Aufwand möglich. Einen weiteren technischen Ansatz hierzu verfolgt das System, welches aus der US 2011/0178668 A1 bekannt ist. Mit der aus diesem Dokument bekannten Einheit können in der gescannten Umgebungskarte manuelle Korrekturen vorgenommen werden, welche die Qualität der Umgebungskarte verbessern. Eine solche manuelle Korrektur ist jedoch ebenfalls aufwendig und außerdem nur in bestimmten Grenzen genau, da die korrigierte Position durch eine von einem Benutzer vorgenommene Eingabe bestimmt ist.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in einer Logistikeinrichtung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aktualisieren einer solchen Lokalisierungskarte anzugeben, wobei mit verringertem Aufwand eine Lokalisierungskarte mit höherer Genauigkeit bereitgestellt werden soll.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in einer Logistikeinrichtung, wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweist:
    1. a) Erzeugen einer Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung durch Scannen von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten,
    und wobei dieses Verfahren durch die folgenden weiteren Schritte fortgebildet ist:
    • b) Erfassen einer maßstabsgerechten Karte zumindest des Erfassungsbereichs, wobei in der maßstabsgerechten Karte konstruktiv ortsfeste Merkmale vorhanden sind,
    • c) Anzeigen der erzeugten Umgebungskarte und der maßstabsgerechten Karte auf einer Anzeigevorrichtung,
    • d) Erfassen eines Korrekturbefehls betreffend eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt und einem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal,
    • e) Erzeugen einer Korrekturmatrix, insbesondere für in der Umgebungskarte an verzerrter Position dargestellte Objekte, wobei durch Anwendung der Korrekturmatrix auf eine gescannte Position des in der Umgebungskarte vorhandenen Objekts, welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal in Schritt d) zugewiesen wurde, diese gescannte Position in eine maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals, wie sie in der maßstabsgerechten Karte enthalten ist, überführbar ist,
    • f) Durchführen der Schritte d) und e) zumindest für ein in der Umgebungskarte vorhandenes erstes Objekt und für ein in der Umgebungskarte vorhandenes zweites Objekt,
    • g) Entzerren der Umgebungskarte anhand zumindest einer für das erste Objekt erzeugten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt erzeugten zweiten Korrekturmatrix,
    • h) Ausgeben der in Schritt g) entzerrten Umgebungskarte als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung.
  • In Schritt c) erfolgt das Anzeigen der erzeugten Umgebungskarte und der maßstabsgerechten Karte auf der Anzeigevorrichtung beispielsweise, in dem die Umgebungskarte und die maßstabsgerechte Karte nebeneinander angezeigt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Umgebungskarte und die maßstabsgerechte Karte in Überlagerung, also als eine gemeinsame überlagerte Karte, dargestellt werden. Um die Erfassung des Korrekturbefehls in Schritt d) zu erleichtern, werden die Umgebungskarte und die maßstabsgerechte Karte insbesondere gleichzeitig angezeigt.
  • Der Schritt d) umfasst insbesondere ein Auswählen des Objekts in der Umgebungskarte und ein zugeordnetes Auswählen eines in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmals der Logistikeinrichtung.
  • In Schritt e) wird eine Korrekturmatrix insbesondere für die in der Umgebungskarte an verzerrter Position dargestellten Objekte erstellt. Für Objekte, welche in der Umgebungskarte an nicht verzerrter Position dargestellt sind, sich also beispielsweise zumindest näherungsweise und insbesondere vollständig an der in der maßstabsgerechten Karte dargestellten maßstabsgerechten Position befinden, kann eine Korrekturmatrix erstellt werden, dies muss jedoch nicht zwangsläufig erfolgen. Wir für solche korrekt dargestellten Objekte eine Korrekturmatrix erzeugt, so kann diese die Information enthalten, dass keine Veränderung der gescannten Position erforderlich ist, um diese in die maßstabsgerechte Position zu überführen. Beispielsweise kann es sich bei einer solchen Korrekturmatrix um eine Einheitsmatrix handeln oder um eine Korrekturmatrix, in der Einträge vorhanden sind, welche angeben, dass beispielsweise keine Verschiebung und/oder Rotation des dargestellten Objekts erfolgt. Eine solche Korrekturmatrix enthält jedoch insbesondere die Information, dass bei der in Schritt g) durchgeführten Entzerrung der Umgebungskarte die gescannte Position des an der korrekten Position dargestellte Objekts nicht verändert wird, das Objekt also am in der gescannten Umgebungskarte dargestellten Ort verbleibt.
  • Der Schritt g) des Entzerrens der Umgebungskarte umfasst insbesondere das Stauchen und/oder Strecken der Umgebungskarte in beliebige Richtungen. Ferner kann der Schritt des Entzerrens insbesondere ein Drehen und/oder Verschieben der Umgebungskarte umfassen. Auch eine Kombination dieser Operationen kann durchgeführt werden, beispielsweise eine Dehnstreckung. Ferner können die genannten Operationen auf die Umgebungskarte als Ganzes oder auf Abschnitte der Umgebungskarte angewendet werden, dies gilt auch für die Kombination der genannten Operationen.
  • Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass in den Schritten e) und f) mehr als zwei Korrekturmatrizen erzeugt werden. Die in Schritt g) anschließend durchgeführte Entzerrung der Umgebungskarte kann insbesondere auf der Grundlage aller dieser Korrekturmatrizen durchgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Schritt a) die Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung erzeugt wird, indem eine Mehrzahl von Einzelscans erfasst werden, wobei in zumindest einigen dieser Einzelscans in dem Erfassungsbereich vorhandene Objekte abgebildet sind. Jedem der Einzelscans ist eine Pose des Flurförderzeugs zugewiesen, wobei der Einzelscan an der zugewiesenen Pose aufgenommen wird und die Mehrzahl, insbesondere die Verkettung der Posen, ferner insbesondere die Verkettung aller Posen einer Messfahrt, eine Trajektorie bilden. In Schritt g) erfolgt das Entzerren der Umgebungskarte ferner insbesondere, indem die Posen, an denen im Rahmen der Erzeugung der Umgebungskarte Einzelscans aufgenommen wurden, wobei die Einzelscans zu der Umgebungskarte zusammengefügt werden, auf der Grundlage der Korrekturmatrizen korrigiert werden.
  • Insbesondere werden Posen korrigiert, deren zugehörige Einzelscans kein Objekt umfassen, welches einem konstruktiv ortsfesten Merkmal zugeordnet werden kann. Diese weiteren Posen können im Rahmen der Entzerrung der Umgebungskarte wie folgt korrigiert werden.
  • Die weiteren Posen liegen auf der Trajektorie zwischen einer Pose, deren Einzelscan das erste Objekt umfasst und einer weiteren Pose, deren Einzelscan das zweite Objekt umfasst. Für die erste Pose kann die erste Korrekturmatrix bestimmt werden, für die zweite Pose kann die zweite Korrekturmatrix bestimmt werden. Für die auf der Trajektorie zwischen der ersten und der zweiten Pose liegenden weiteren Posen können aus der ersten und der zweite Korrekturmatrix, beispielsweise durch Interpolation, weitere Korrekturmatrizen bestimmt werden. Durch Anwendung dieser weiteren Korrekturmatrizen auf die weiteren Posen kann die Entzerrung der Umgebungskarte durchgeführt werden.
  • Insbesondere enthält die maßstabsgerechte Karte ausschließlich immobile Objekte, ferner insbesondere Objekte, die fest mit einem Gebäude der Logistikeinrichtung verbunden und ferner insbesondere fest in die Gebäudestruktur integriert sind, wie beispielsweise Träger, Tore und/oder Wände. Fest in die Gebäudestruktur integriert ist ein Objekt, wenn es sich nicht ohne umfangreiche bauliche Maßnahmen verändern oder entfernen lässt oder wenn das Objekt ein für die Statik des Gebäudes relevantes Objekt ist, wie beispielsweise ein Träger, eine tragende Wand oder eine Säule. Beispielsweise sind aber auch die Position(en) von Regalen und anderen fest verbauten Logistikobjekten in der maßstabsgerechten Karte verzeichnet und können in dieser immobile Objekte sein.
  • Vorteilhaft kann mit einem solchen Verfahren eine Lokalisierungskarte erzeugt und bereitgestellt werden, welche als Grundlage für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung dient und im Vergleich zu herkömmlichen gescannten Karten eine höhere Genauigkeit aufweist. Die Lokalisierungskarte dient insbesondere der Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung. Für die Navigation des Flurförderzeugs kann eine davon seprate Navigationskarte vorhanden sein, in der beispielsweise die Fahrbereiche des Flurförderzeugs definiert sind. Gegenüber der Verwendung von Lokalisierungskarten, welche beispielsweise ausschließlich auf maßstabsgerechten Karten aufgebaut sind, umfasst die Scankarte mehr Details, insbesondere auch nicht ortsfeste oder nicht immobile Objekte, was eine exaktere Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung erlaubt. Es ist vorteilhaft nicht erforderlich, mehr als eine Karte zur Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung zu verwenden und beispielsweise durch einen Vergleich oder Abgleich dieser Mehrzahl von Karten die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu erhöhen.
  • Auch wird mit dem Verfahren gemäß Aspekten der Erfindung eine vorteilhafte Erzeugung einer Umgebungskarte im Vergleich zu Verfahren ermöglicht, bei denen die erfasste Umgebung vollständig mit einer maßstabsgerechten Karte abgeglichen würde. Grund hierfür ist, dass zum einen die Logistikeinrichtung eine hochdynamische Umgebung ist, die sich durch Bewegen und Neuplatzieren von Objekten laufend verändert, so dass der Abgleich aller erfassten Strukturen oder Objekte mit der maßstabsgerechten Karte nicht ohne weiteres möglich ist. Auch ist dieser Prozess sehr rechenintensiv, ohne im Vergleich zum Verfahren gemäß Aspekten der Erfindung zu einer höheren Genauigkeit der erzeugten Karte zu führen, so dass diese Vorgehensweise die Kartenentzerrung unnötig verzögern und ggf. sogar verhindern würde, so dass das Verfahren direkt auf einem Flurförderzeug durchgeführt werden könnte, dessen Rechenleistung unter Umständen hierfür nicht ausreicht.
  • Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die Schritte d) und e) für mehr als zwei in der Umgebungskarte vorhandene Objekte und zugehörige in der maßstabsgerechten Karte vorhandene konstruktiv ortsfeste Merkmale durchgeführt und dementsprechend auch mehr als zwei Korrekturmatrizen erzeugt werden. Liegen mehr als zwei Korrekturmatrizen für unterschiedliche Objekte an unterschiedlichen Orten der Umgebungskarte vor, kann zwischen deren Richtung und Betrag ortsabhängig interpoliert werden. Diese Interpolation findet beispielsweise linear oder auch auf Grundlage einer anderen geeigneten Funktion statt. Aus dieser Interpolation kann eine Vielzahl von Korrekturmatrizen für die Umgebungskarte berechnet werden, beispielsweise in einem Raster einer gewünschten Auflösung. Anschließen kann auf der Grundlage dieser Information die Umgebungskarte entzerrt werden.
  • Die Erzeugung der Umgebungskarte in Schritt a) erfolgt beispielsweise mit einem Flurförderzeug, welches mit einer geeigneten Scanvorrichtung, beispielsweise einer Laserscanvorrichtung oder einer LI-DAR-Scanvorrichtung, ausgestattet ist.
  • Die konstruktiv ortsfesten Merkmale sind insbesondere tragende Strukturen eines Gebäudes der Logistikeinrichtung. Beispielsweise handelt es sich um Wände oder Säulen, insbesondere tragende Wände oder Säulen, des Gebäudes, um Tore, Durchfahrten oder um andere Merkmale der Logistikeinrichtung, insbesondere um sicherheitsrelevante Merkmale der Logistikeinrichtung. Die Merkmale sind ferner insbesondere solche, bei denen davon ausgegangen werden kann, dass bei der Bauausführung eines Gebäudes der Logistikeinrichtung eine planungsgemäße und somit mit den Bauplänen übereinstimmende Position und Abmessung eingehalten wird. Die Position und Abmessung eines solchen Merkmals kann also als planungsgemäß und somit als mit der in der maßstabsgerechten Karte verzeichneten Position und Abmessung übereinstimmend angenommen werden.
  • Die ortsfesten Merkmale sind ferner insbesondere nicht ohne Weiteres ortsveränderbare Merkmale, so wie es beispielsweise für tragende Elemente des Gebäudes der Logistikeinrichtung oder auch für Tordurchfahrten angenommen werden kann. Mit anderen Worten befinden sich die Merkmale an einem festgelegten und bekannten Ort, und es kann ferner davon ausgegangen werden, dass auch im Betrieb der Logistikeinrichtung dieser Ort nicht verändert wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass in Schritt a) die Umgebungskarte erzeugt wird, indem eine Vielzahl von Einzelscans von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten durchgeführt werden und die Einzelscans durch Registrierung zu der Umgebungskarte zusammengefügt werden, wobei die Umgebungskarte insbesondere eine Punktwolke oder ein Belegungsgitter ist.
  • Bei der Registrierung der Einzelscans, also dem passenden Zusammenfügen der Einzelscans, können zusätzliche Informationen ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Radodometrie des zum Scannen eingesetzten Flurförderzeugs ausgewertet werden oder es werden Messwerte einer inertialen Messeinheit (IMU: Inertial Measurement Unit) ausgewertet. Eine IMU weist beispielsweise Beschleunigungssensoren, Gyroskope und/oder Magnetometer auf und liefert so zusätzlich Informationen, welche es erlauben, eine Pose des scannenden Fahrzeugs zu ermitteln. Eine relative Pose des scannenden Fahrzeugs kann auch aus den Einzelscans, jeweils ausgehend von einem Einzelscan relativ zu einem oder mehreren nachfolgenden Scans ermittelt werden. Hierbei werden insbesondere Strukturen eines ersten Scans in einem zweiten Scan identifiziert und so die Relativlage des ersten Scans zum zweiten Scan ermittelt. Die genannten zusätzlichen Informationen können diese Posenermittlung ergänzen oder unterstützen. Das Ergebnis der Registrierung der Einzelscans ist beispielsweise ein Belegungsgitter (Occupancy Grid).
  • Bei der Registrierung der Einzelscans treten aufgrund von Ungenauigkeiten der Pose des scannenden Fahrzeugs oder der scannenden Vorrichtung, welches/welche in Schritt a) die Umgebungskarte durch Scannen der Umgebung erzeugt, auf. Ungenauigkeiten entstehen beispielsweise durch Fehlerfortpflanzung bei der Registrierung. Es führt also ein kleiner Fehler in der relativen Anordnung bzw. Orientierung eines ersten Einzelscans in einem zweiten Einzelscan dazu, dass auch die relative Anordnung bzw. Orientierung diese und jedes weiteren Scans einen Fehler enthält. Diese fortgepflanzten Fehler können weder bei der Registrierung der Einzelscans noch durch die (hiermit kombinierte) Verwendung von Odometriedaten vermieden werden, da diese Verfahren eine Positionsbestimmung jeweils nur relativ zur vorhergehenden Messung erlauben. Dies führt dazu, dass die aus den Einzelscans zusammengesetzte Umgebungskarte eine Drift oder Verzerrung aufweist, welche, sofern eine solche (nicht korrigierte) Umgebungskarte später zur Grundlage der Positionsbestimmung in der Logistikeinrichtung verwendet würde, zu Ungenauigkeiten in der Positionsbestimmung des Flurförderzeugs und somit in dessen Navigation führen würde.
  • Indem die gescannte Umgebungskarte anhand der Lage der konstruktiv ortsfesten Merkmale gezielt entzerrt wird, kann eine gescannte Karte mit bisher nicht erreichter Präzision und Positionsgenauigkeit der enthaltenen Objekte erzeugt und bereitgestellt werden. Eine ähnliche Genauigkeit kann bisher nur durch Entzerrung unter Verwendung von eingemessenen Positionsmarken erreicht werden - was jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden ist, da die Positionsmarken per Hand eingemessen werden müssen. Vorteilhaft entfällt die Notwendigkeit, Positionsmarken in der Logistikeinrichtung einzumessen im Rahmen des Verfahrens gemäß der genannten Ausführungsformen.
  • Insbesondere erfolgt die Entzerrung der Umgebungskarte durch entsprechende Korrektur der Posen, also der Positionsinformation und der Richtungsinformation, der in Schritt a) zum Erzeugen der Umgebungskarte eingesetzten Scanvorrichtung, beispielsweise eines Flurförderzeugs.
  • Die maßstabsgerechte Karte ist insbesondere eine vektorbasierte Karte, beispielsweise eine CAD-Karte. Die maßstabsgerechte Karte kann ebenso ein rasterbasiertes Format haben. Beispielsweise liegt die maßstabsgerechte Karte als PNG-Datei oder in einem anderen rasterbasierten Format vor.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass die Logistikeinrichtung, insbesondere ein Gebäude der Logistikeinrichtung, auf der Grundlage der maßstabsgerechten Karte realisiert wurde. Die maßstabsgerechte Karte ist beispielsweise eine CAD-Karte, insbesondere ein digitaler Bauplan. In einem digitalen Bauplan sind die konstruktiv ortsfesten Merkmale, beispielsweise Tore, Durchfahrten, Wände, Säulen und dergleichen verzeichnet. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei entsprechender Bauausführung sich diese Merkmale in der Realität auch tatsächlich an den im digitalen Bauplan verzeichneten Positionen befinden, so dass es einen validen und geeigneten Ansatz darstellt, die Umgebungskarte anhand der Lage dieser Merkmale zu korrigieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren fortgebildet, indem in der Umgebungskarte eine erste Klasse von Objekten vorhanden ist, die konstruktiv ortsfesten Merkmalen zuweisbar sind oder zugewiesen werden, und eine zweite Klasse von Objekten vorhanden ist, die nicht konstruktiv ortsfesten Merkmalen zuweisbar sind oder zugewiesen werden, wobei die korrigierte Umgebungskarte, die als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in Schritt h) ausgegeben wird, sowohl Objekte der ersten als auch der zweiten Klasse umfasst.
  • Eine entzerrte gescannte Umgebungskarte bietet als Lokalisierungskarte im Vergleich zu einer maßstabsgerechten Karte einen größeren Detailreichtum. Das Flurförderzeug kann auf der Grundlage einer solchen Lokalisierungskarte seine Position in der Logistikeinrichtung auf einer breiteren Datengrundlage errechnen und somit schneller und präziser bestimmen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass in Schritt d) ein von einem Benutzer erzeugter Korrekturbefehl erfasst wird.
  • Der Korrekturbefehl wird beispielsweise erzeugt, indem ein geeignetes Benutzerendgerät oder Benutzeranzeigegerät ausgelesen, abgefragt oder ein entsprechender Befehl empfangen wird. Das Benutzerendgerät ist beispielsweise ein Touchpad, auf dem eine Position markiert werden kann, oder eine Computermaus, mit deren Mauszeiger eine Position ausgewählt wird. Ein Benutzer kann beispielsweise in der gescannten Umgebungskarte ein Objekt identifizieren und dessen exakte Position in der maßstabsgerechten Karte anzeigen oder markierten. Beispielsweise kann eine Kante einer Säule oder eine Kante einer Durchfahrt oder eines Tores in der gescannten Umgebungskarte durch den Benutzer identifiziert und dessen Lage in der maßstabsgerechten Karte durch den Korrekturbefehl zugeordnet werden. Aus der Differenz der Lage dieser beiden Objekte ergibt sich die Korrekturmatrix, auf deren Grundlage anschließend die Entzerrung der gescannten Umgebungskarte vorgenommen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch fortgebildet, dass der in Schritt d) erfasste Korrekturbefehl einen Suchbereich in der in Schritt c) angezeigten Umgebungskarte und/oder der maßstabsgerechten Karte festlegt, wobei in dem Suchbereich das in der Umgebungskarte vorhandene Objekt und das in der maßstabsgerechten Karte vorhandene konstruktiv ortsfeste Merkmal vorhanden sind, wobei die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt zu dem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal durch einen Objekterkennungsalgorithmus durchgeführt wird oder von einem Benutzer durch einen Objekterkennungsalgorithmus assistiert durchgeführt wird.
  • Benutzerseitig kann beispielsweise ein Suchfenster in der überlagerten Karte festgelegt werden, wobei der Objekterkennungsalgorithmus in diesem Suchfenster ähnliche oder einander entsprechende Strukturen, beispielsweise den Umriss oder Teilumriss einer Säule, eines Tors oder dergleichen, identifiziert. Auf der Grundlage dieser von dem Objektserkennungsalgorithmus vorgeschlagenen Zuordnung kann anschließend die Korrekturmatrix berechnet werden, wobei durch einen ferner insbesondere vorgesehenen geeigneten Korrekturalgorithmus auch die Korrekturmatrix einem Benutzer vorgeschlagen werden kann. Benutzerseitig ist gemäß einer solchen Ausführungsform lediglich noch eine Bestätigung der Zuordnung erforderlich.
  • Gemäß einem solchen Verfahren kann die Entzerrung der Umgebungskarte schnell und effizient vorgenommen werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass Schritt d) während der Durchführung von Schritt a) erfolgt.
  • Mit anderen Worten wird also die Entzerrung und Korrektur der Umgebungskarte vorgenommen, während diese durch die entsprechenden Umgebungsscans erzeugt wird. Eine solche Echtzeitverarbeitung ist insbesondere in Kombination mit dem zuvor erwähnten Objekterkennungsalgorithmus und den damit verbundenen Merkmalen vorteilhaft. So kann beispielsweise während einer Scanfahrt einem Benutzer eine entsprechend Zuordnung vorgeschlagen werden, welche von diesem direkt, also quasi in Echtzeit, bestätigt werden kann. Die Erfassung und Korrektur der Umgebungskarte kann schnell und effizient vorgenommen werden.
  • Die Entzerrung der Umgebungskarte erfolgt beispielsweise durch entsprechende Korrektur der Posen des Flurförderzeugs während des Scanvorgangs. Weitere Entzerrungsverfahren, wie beispielsweise ein auf lineare Interpolation beruhendes Entzerrungsverfahren, oder ein Entzerrungsverfahren, bei dem andere geeignete Funktionen zur Interpolation zwischen den Verschiebevektoren verwendet werden, können ebenfalls zum Einsatz kommen.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Aktualisieren der Lokalisierungskarte, bei dem zunächst gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen eine Lokalisierungskarte erzeugt wird. Zum Aktualisieren dieser Lokalisierungskarte werden die folgenden Schritte durchgeführt:
    • a1) Erzeugen einer aktualisierten Umgebungskarte des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung durch Scannen der in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekte und von weiteren bei der Erzeugung der Umgebungskarte nicht oder an anderer Position erfassten Objekten,
    • b1) Verwenden der in Schritt b) erfassten maßstabsgerechten Karte,
    • c1) Anzeigen einer erzeugten aktualisierten Umgebungskarte und der maßstabsgerechten Karte auf der Anzeigevorrichtung,
    • d1) Verwenden der in Schritt d) erfassten Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt und dem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal,
    • e1) Erzeugen einer aktualisierten Korrekturmatrix, insbesondere für in der Umgebungskarte an verzerrter Position dargestellte Objekte, wobei durch Anwendung der aktualisierten Korrekturmatrix auf eine aktualisierte gescannte Position des in der Umgebungskarte vorhandenen Objekts, welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal in Schritt d1) zugeordnet wurde, diese aktualisierte gescannte Position in die maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals, wie sie in der maßstabsgerechten Karte enthalten ist, überführbar ist,
    • f1) Durchführen der Schritte d1) und e1) zumindest für ein in der Umgebungskarte vorhandenes erstes Objekt und für ein in der Umgebungskarte vorhandenes zweites Objekt,
    • g1) Entzerren der Umgebungskarte anhand zumindest einer für das erste Objekt erzeugten aktualisierten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt erzeugten aktualisierten zweiten Korrekturmatrix,
    • h1) Ausgeben der in Schritt g1) entzerrten Umgebungskarte als aktualisierte Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung.
  • Vorteilhaft können die bei der Erzeugung der Lokalisierungskarte hergestellten Verknüpfungen zwischen in der Umgebungskarte vorhandenen Objekten und den ortsfesten Merkmalen in der maßstabsgerechten Karte auch für die Aktualisierung der Karte verwendet werden. Dies beschleunigt die Aktualisierung der Lokalisierungskarte und verringert den hierfür erforderlichen Aufwand.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs in einer Logistikeinrichtung, aufweisend:
    1. a) eine Scanvorrichtung zum Erzeugen einer Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung, wobei die Scanvorrichtung eingerichtet ist, in dem Erfassungsbereich vorhandene Objekte zu scannen, wobei diese Vorrichtung fortgebildet ist durch:
    2. b) eine Erfassungsvorrichtung, die eingerichtet ist, eine maßstabsgerechte Karte zumindest des Erfassungsbereichs zu erfassen, wobei in der maßstabsgerechten Karte konstruktiv ortsfeste Merkmale vorhanden sind,
    3. c) eine Anzeigevorrichtung, die eingerichtet ist, die erzeugte Umgebungskarte und die maßstabsgerechte Karte anzuzeigen,
    4. d) eine Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Korrekturbefehl betreffend eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt und einem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal zu erfassen,
    5. e) eine Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung, die eingerichtet ist, eine Korrekturmatrix zu erzeugen, insbesondere für in der Umgebungskarte an verzerrter Position dargestellte Objekte, wobei durch Anwendung der Korrekturmatrix auf die gescannte Position des in der Umgebungskarte vorhandenen Objekts, welches von der Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung dem konstruktiv ortsfesten Merkmal zuweisbar ist oder zugewiesen wurde, diese gescannte Position in eine maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals, wie sie in der maßstabsgerechten Karte enthalten ist, überführbar ist,
    6. f) wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung und die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung dazu eingerichtet sind, die Zuordnung und die Korrekturmatrixerzeugung zumindest für ein in der Umgebungskarte vorhandenes erstes Objekt und für ein in der Umgebungskarte vorhandenes zweites Objekt durchzuführen,
    7. g) eine Entzerrungsvorrichtung, die eingerichtet ist, die Umgebungskarte anhand einer für das erste Objekt erzeugten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt erzeugten zweiten Korrekturmatrix zu entzerren,
    8. h) eine Ausgabevorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die von der Entzerrungsvorrichtung entzerrte Umgebungskarte als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung auszugeben.
  • Auf die Vorrichtung treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Verfahren zum Erzeugen der Lokalisierungskarte erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.
  • Die Vorrichtung ist insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Scanvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Umgebungskarte zu erzeugen, indem eine Vielzahl von Einzelscans von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten durchgeführt werden und die Einzelscans durch Registrierung zu der Umgebungskarte zusammengefügt werden, wobei die Umgebungskarte insbesondere eine Punktwolke oder ein Belegungsgitter ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Logistikeinrichtung auf der Grundlage der maßstabsgerechten Karte realisiert worden.
  • Die Vorrichtung ist ferner bevorzugt dadurch fortgebildet, dass in der Umgebungskarte eine erste Klasse von Objekten vorhanden ist, die konstruktiv ortsfesten Merkmalen zuweisbar sind oder zugewiesen werden, und eine zweite Klasse von Objekten vorhanden ist, die nicht konstruktiv ortsfesten Merkmalen zuweisbar sind oder zugewiesen werden, wobei die korrigierte Umgebungskarte, die als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs von der Ausgabevorrichtung ausgebbar ist oder ausgegeben wird, sowohl Objekte der ersten als auch der zweiten Klasse umfasst.
  • Die Vorrichtung ist ferner insbesondere dazu eingerichtet, dass die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen von einem Benutzer erzeugten Korrekturbefehl zu erfassen.
  • Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Korrekturbefehl zu erfassen, der einen Suchbereich in der von der Anzeigevorrichtung anzeigbaren oder angezeigten Umgebungskarte und/oder maßstabsgerechten Karte festlegt, wobei in dem Suchbereich das in der Umgebungskarte vorhandene Objekt und das in der maßstabsgerechten Karte vorhandene konstruktiv ortsfeste Merkmal vorhanden sind, wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung ferner dazu eingerichtet ist, die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt zu dem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal durch einen Objekterkennungsalgorithmus durchzuführen oder einem Benutzer durch einen Objekterkennungsalgorithmus zu assistieren.
  • Ferner ist die Vorrichtung insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, den Korrekturbefehl zu erfassen, während die Scanvorrichtung die Umgebungskarte des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung erfasst.
  • Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Aktualisieren einer Lokalisierungskarte, welche eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen umfasst, mit der eine Lokalisierungskarte erzeugbar ist oder erzeugt wird. Diese Vorrichtung ist fortgebildet dadurch, dass
    • a1) die Scanvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine aktualisierte Umgebungskarte des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung durch Scannen der in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekte und von weiteren bei der Erzeugung der Umgebungskarte nicht oder an anderer Position erfassten Objekten zu erzeugen,
    • b1) die Erfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die erfasste maßstabsgerechte Karte zu verwenden,
    • c1) die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet ist, eine von der Scanvorrichtung erzeugte aktualisierte Umgebungskarte und die maßstabsgerechte Karte anzuzeigen,
    • d1) die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die erfasste Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte vorhandenen Objekt und dem in der maßstabsgerechten Karte vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal zu verwenden,
    • e1) die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine aktualisierte Korrekturmatrix zu erzeugen, insbesondere für in der Umgebungskarte an verzerrter Position dargestellte Objekte, wobei durch Anwendung der aktualisierten Korrekturmatrix auf eine aktualisierte gescannte Position des in der Umgebungskarte vorhandenen Objekts, welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal von der Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung zugeordnet wurde, diese aktualisierte gescannte Position in die maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals, wie sie in der maßstabsgerechten Karte enthalten ist, überführbar ist,
    • f1) die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung und die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung dazu eingerichtet sind, die Zuordnung und die Korrekturmatrixerzeugung zumindest für ein in der Umgebungskarte vorhandenes erstes Objekt und für ein in der Umgebungskarte vorhandenes zweites Objekt durchzuführen,
    • g1) die Entzerrungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Umgebungskarte anhand zumindest einer für das erste Objekt erzeugten aktualisierten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt erzeugten aktualisierten zweiten Korrekturmatrix zu entzerren,
    • h1) die Ausgabevorrichtung dazu eingerichtet ist, die entzerrte Umgebungskarte als aktualisierte Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs in der Logistikeinrichtung auszugeben.
  • Gemäß weiterer Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung und/oder zum Navigieren eines Flurförderzeugs in einer Logistikvorrichtung vorgesehen, wobei dieses Flurförderzeug eine Positionsbestimmung auf der Grundlage einer Lokalisierungskarte vornimmt, die gemäß einem Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte gemäß Aspekten der Erfindung erzeugt wurde.
  • Es ist ferner gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Flurförderzeug vorgesehen, welches eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte gemäß einer oder mehrerer der zuvor genannten Ausführungsformen umfasst. Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung ist ein Logistiksystem vorgesehen, welches ein solches Flurförderzeug sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte umfasst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
  • Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit "insbesondere" oder "vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte,
    Fig. 2
    eine gescannte Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs einer Logistikeinrichtung,
    Fig. 3
    eine maßstabsgerechte Karte, welche einen Teil des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung darstellt,
    Fig. 4 und 5
    ein weiteres Ablaufdiagramm eines modifizierten Verfahrens zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte,
    Fig. 6 a) bis e)
    jeweils eine schematische Darstellung einer Umgebung, in der beispielhaft zwei gescannte Objekte und diesen zugeordnete konstruktiv ortsfeste Merkmale der Logistikeinrichtung sowie Orte, an denen Einzelscans erfasst wurden, dargestellt sind, wobei die Figuren einzelne Schritte des Verfahrens zum Erzeugen der Lokalisierungskarte, von der Erfassung der Umgebungskarte bis zur Entzerrung derselben, illustrieren,
    Fig. 7
    ein Flurförderzeug mit einer Scanvorrichtung und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte.
  • In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
  • Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte. Die Lokalisierungskarte dient als Grundlage für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs 2 in einer Logistikeinrichtung 4 (vgl. Fig. 7). Das Verfahren zum Erzeugen der Lokalisierungskarte startet in Schritt a) mit der Erzeugung einer Umgebungskarte eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung. Die Umgebungskarte wird durch Scannen von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten erzeugt. Die Umgebungskarte wird insbesondere erzeugt, indem eine Vielzahl von Einzelscans von in einem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten zusammengefügt werden.
  • Die Einzelscans werden beispielsweise durch Registrierung zu der Umgebungskarte zusammengefügt. Hierbei werden die verschiedenen Einzelscans jeweils anhand ihrer erfassten Features zu zuvor aufgenommen Einzelscans ausgerichtet. Hierbei können Odometriedaten und/oder IMU-Daten des Flurförderzeugs 2 zur Erhöhung der Genauigkeit herangezogen werden. Auch kann der Ort der jeweiligen Messung, also der Ort der Erfassung des Einzelscans, in der Umgebungskarte verzeichnet sein und so die Bewegungsbahn des Fahrzeugs nachvollzogen werden. Die Umgebungskarte liegt anschließend beispielsweise als Punktwolke oder in Form eines Belegungsgitters vor.
  • Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Umgebungskarte 6 eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung 4. Der Erfassungsbereich ist insbesondere ein Teilbereich der Logistikeinrichtung 4. Beispielhaft sind verschiedene Objekte 8, 26 dargestellt, bei denen es sich beispielsweise um Paletten, Palettenplätze oder Regaleinrichtungen handelt, wie im Fall der mit 26 bezeichneten Objekte oder beispielsweise um die Säulen 1 bis 3 sowie ein Feuerschutztor, wie im Fall der mit 8 bezeichneten Objekte. Auf die Unterscheidung der mit unterschiedlichen Bezugsziffern versehenen Objekte wird weiter unten im Text detaillierter eingegangen.
  • In Abhängigkeit von der Trajektorie des Fahrzeugs, welches die einzelnen Scans aufnimmt, die der Umgebungskarte 6 zugrunde liegen, sind einzelne Objekte 8, nur teilweise sichtbar. Beispielhaft ist dies für die Säulen 1 bis 3 zu erkennen, von denen jeweils nur die in den jeweiligen Einzelscans sichtbaren Flächen in der Umgebungskarte 6 dargestellt sind. Die weiteren Flächen sind entweder der Scanrichtung abgewandt oder sie wurden durch weitere Objekte, die sich ebenfalls im Erfassungsbereich befinden, verdeckt oder abgeschattet.
  • In Schritt b) des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens zum Erzeugen der Lokalisierungskarte wird eine maßstabsgerechte Karte 10 erfasst. Fig. 3 zeigt eine beispielhafte maßstabsgerechte Karte 10.
  • Die maßstabsgerechte Karte 10 zeigt einen Teilbereich des Erfassungsbereichs oder zumindest den Erfassungsbereich, d.h. die maßstabsgerechte Karte 10 kann einen größeren Bereich der Logistikeinrichtung 4 zeigen als die Umgebungskarte 6, welche in Schritt a) erfasst wurde. In der maßstabsgerechten Karte 10 sind konstruktiv ortsfeste Merkmale 12 vorhanden. Dies sind beispielhaft die auch in der Figur als solche bezeichneten Säulen 1 bis 3 sowie das Feuerschutztor.
  • Die Erzeugung der Umgebungskarte 6 in Schritt a) erfolgt mit einer Scanvorrichtung 14, wie sie beispielsweise auf dem in Fig. 7 gezeigten Flurförderzeug 2 angebracht sein kann. Die Scanvorrichtung 14 kann ebenso, abweichend von der schematischen Darstellung, knapp über dem Boden, also im unteren Teil des Flurförderzeugs 2 angeordnet sein. Ferner kann die Scanvorrichtung 14 mehrere einzelnen Scanner umfassen, wobei diese sowohl in Bodennähe als auch an anderen Stellen des Flurförderzeugs 2 angebracht sein können. Die Scandaten der einzelnen Scanner können durch geeignete Transformationen auf einen gemeinsamen Referenzpunkt bezogen oder zurück gerechnet werden, beispielsweise auf einen Fahrzeugdrehpunkt. Die Umgebungskarte 6 kann aus Einzelscans zusammengesetzt sein. Nach der Erfassung der Umgebungskarte 6, insbesondere nach der Erfassung der Einzelscans, die beispielsweise in einem hierfür geeigneten Speichermedium 16 des Flurförderzeugs 2 abgelegt werden, können die Einzelscans an eine externe Verarbeitungseinheit 20 übertragen werden. Zu diesem Zweck umfasst das Flurförderzeug 2 eine Kommunikationseinheit 22, welche dazu eingerichtet ist, eine drahtgebundene oder drahtlose Datenverbindung zwischen dem Flurförderzeug 2 und der externen Verarbeitungseinheit 20 zu betreiben.
  • Die externe Verarbeitungseinheit 20 umfasst eine Anzeigevorrichtung 24, auf welcher gemäß Schritt c) des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens, eine überlagerte Karte angezeigt wird. Die überlagerte Karte umfasst die in Schritt a) erzeugte Umgebungskarte 6 in Überlagerung mit der in Schritt b) erfassten maßstabsgerechten Karte 10. In der dargestellten Überlagerung können Abweichungen zwischen den in der gescannten Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekten 8 und den in der maßstabsgerechten Karte 10 umfassten ortsfesten Merkmalen 12 dargestellt und erkannt werden.
  • Zur Entzerrung der Umgebungskarte 6 wird in Schritt d) des in Fig. 1 gezeigten Verfahrens ein Korrekturbefehl erfasst. Dieser Korrekturbefehl betrifft eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekt 8 und einem in der maßstabsgerechten Karte 10 vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal 12. Beispielsweise betrifft der Korrekturbefehl eine Zuordnung zwischen einer der in der Umgebungskarte 6 sichtbaren Säulen 1 bis 3 zu einer entsprechenden Säule, wie sie in der maßstabsgerechten Karte 10 dargestellt ist. Gleiches gilt für das Feuerschutztor.
  • Da die Umgebungskarte 6 aus einer Vielzahl von Einzelscans durch Registrierung zusammengefügt wird, und bei diesem Vorgang unweigerlich Fehler auftreten, beispielsweise aufgrund von Ungenauigkeiten der Bestimmung der Pose des den Einzelscan erfassenden Flurförderzeugs 2, weist die Umgebungskarte 6 eine Drift und/oder Ungenauigkeiten auf. Die Position des Objekts 8, beispielsweise der Säule 1 in der Umgebungskarte 6, wird von der Position des Merkmals 12, bei dem es sich ebenfalls um die Säule 1 handelt, dargestellt in der maßstabsgerechten Karte 10, abweichen.
  • In Schritt e) wird daher eine Korrekturmatrix zwischen der gescannten Position des in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekts 8 und dem zuvor diesem zugeordnet konstruktiv ortsfesten Merkmal 12 erzeugt. Diese Korrekturmatrix wäre beispielsweise der Verschiebevektor zwischen der Säule 1, wie sie in der Umgebungskarte 6 sichtbar ist, und der Säule 1, wie sie als Merkmal 12 in der maßstabsgerechten Karte 10 gezeigt ist. Ferner kann die Korrekturmatrix eine Drehung definieren oder auch eine Kombination aus einer Verschiebung und einer Drehung.
  • Die auf diese Weise erzeugte Korrekturmatrix weist auf die Abweichungen der durch Scannen erfassten Umgebungskarte 6 von den realen Gegebenheiten der Logistikeinrichtung 4 hin, wie sie in der maßstabsgerechten Karte 10 wiedergegeben sind. Bei den konstruktiv ortsfesten Merkmalen 12, die die maßstabsgerechte Karte 10 zeigt, handelt es sich um solche baulichen Elemente, die auch im Betrieb der Logistikeinrichtung 4 nicht der örtlichen Veränderung unterliegen. Wird eine ordnungsgemäße Bauausführung vorausgesetzt, kann davon ausgegangen werden, dass sich diese Merkmale 12 auch tatsächlich an denjenigen Positionen befinden, die als Positionen in der maßstabsgerechten Karte 10 hinterlegt sind.
  • Als weiterer Schritt f) wird gemäß dem in Fig. 1 als Ablaufdiagramm dargestellten Verfahren der Schritt d), nämlich die Erfassung des Korrekturbefehls betreffend die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekt 8 und dem in der maßstabsgerechten Karte 10 vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal 12 und die anschließende Erzeugung der Korrekturmatrix zwischen den Positionen dieser beiden Elemente für zumindest ein erstes und ein zweites Objekt wiederholt. Dies ist mit dem Rückpfeil auf Schritt d) in Fig.1 angedeutet. Es wird also beispielsweise für die Säule 1 zunächst eine Zuordnung zwischen dem Objekt 8 (Säule 1 in der Umgebungskarte 6) und dem Merkmal 12 (Säule 1 in der maßstabsgerechten Karte 10) getroffen und anschließend wird die Korrekturmatrix zwischen diesen beiden Elementen bestimmt. Anschließend wird dieser Schritt beispielsweise für die Säule 2 wiederholt. Selbstverständlich kann dieser Schritt auch für weitere Objekte 8 und deren zugehörige Merkmale 12 wiederholt werden, beispielsweise für die Säule 3 und/oder das Feuerschutztor.
  • Anschließend wird die Umgebungskarte 6 in Schritt g) des in Fig. 1 als Ablaufdiagramm dargestellten Verfahrens entzerrt. Diese Entzerrung wird auf der Grundlage eines für das erste Objekt, beispielsweise für die Säule 1, und eines für das zweite Objekt, beispielsweise für die Säule 2 und/oder das Feuerschutztor, erzeugten Korrekturmatrix durchgeführt. Die Entzerrung der Karte erfolgt beispielsweise durch lineares Strecken der Karte, wobei zwischen den Korrekturmatrizen für einzelne Objekte 8 und die Merkmale 12 interpoliert werden kann. Eine Korrektur kann ebenfalls auf der Grundlage einer Korrektur der Pose des den Scanvorgang in Schritt a) durchführenden Fahrzeugs, beispielsweise des Flurförderzeugs 2, durchgeführt werden.
  • Dieses Entzerren ist notwendig, da die Umgebungskarte 6 und die maßstabsgerechte Karte nicht nur relativ zueinander ausgerichtet, also platziert und gedreht, sondern die Umgebungskarte 6 auch in ihrer relativen Dimension verändert werden muss. Dies liegt wie bereits weiter oben erwähnt daran, dass die relative Anordnung der Einzelscans zueinander Ungenauigkeiten unterliegt, die beispielsweise einen Winkelfehler erzeugen, der dazu führt, dass beispielsweise zwei senkrecht zueinander verlaufende Gänge in der Logistikeinrichtung 4, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, in der Umgebungskarte 6 einen etwas größeren oder kleineren Winkel als 90° zueinander aufweisen. Um dies zu korrigieren reicht es nicht aus, die beiden Karten relativ zueinander in die korrekte Position zu schieben, sondern es muss zumindest die Position und ggf. Orientierung eines ersten ortsfesten Elementes in der Umgebungskarte 6 (beispielsweise die Position des Feuerschutztores) relativ zu einem zweiten ortsfesten Element (beispielsweise der Säule 1) entsprechend der wahren und maßstabsgerechten relativen Position und ggf. Orientierung wie in der maßstabsgerechten Karte angegeben, korrigiert also entzerrt werden.
  • Die entzerrte Umgebungskarte 6 wird in Schritt h) als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 ausgegeben.
  • Zu diesem Zweck wird beispielsweise die entzerrte Umgebungskarte 6 von der externen Verarbeitungseinheit 20 an das Flurförderzeug 2 übertragen, beispielsweise über die Kommunikationseinheit 22 des Flurförderzeugs 2. Die Lokalisierungskarte kann anschließend beispielsweise in dem Speichermedium 16 des Flurförderzeugs 2 abgelegt werden. Die Verarbeitungseinheit 18 des Flurförderzeugs 2 kann anschließend die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 auf dieser Datengrundlage vornehmen. Die Positionserfassung kann in diesem Zusammenhang wiederum auf der Grundlage von Daten erfolgen, die die Scanvorrichtung 14 von der Umgebung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 erfasst. Zur Positionsbestimmung wird beispielsweise ein Vergleich mit der in dem Speichermedium 16 hinterlegten Lokalisierungskarte vorgenommen.
  • Die Logistikeinrichtung 4 wurde, insbesondere auf der Grundlage der maßstabsgerechten Karte 10, wie sie Fig. 3 zeigt, realisiert. Es handelt sich also bei der maßstabsgerechten Karte beispielsweise um einen in digitaler Form vorliegenden Bauplan. Insbesondere wurde ein Gebäude, welches die Logistikeinrichtung 4 umfasst oder in welcher die Logistikeinrichtung 4 eingerichtet ist, auf der Grundlage der maßstabsgerechten Karte 10 realisiert.
  • Die beispielhaft in Fig. 2 gezeigte Umgebungskarte 6 umfasst zwei Klassen von Objekten. Eine erste Klasse von Objekten ist mit Bezugsziffer 8 bezeichnet, eine zweite Klasse von Objekten mit Bezugsziffer 26. Die Objekte 8 der ersten Klasse sind konstruktiv ortsfesten Merkmalen 12 in der maßstabsgerechten Karte 10 zuweisbar oder können diesen zugeordnet werden. Die Objekte 26 der zweiten Klasse sind nicht konstruktiv ortsfesten Merkmalen 12 zuweisbar, können also keinen in der maßstabsgerechten Karte 10 dargestellten konstruktiv ortsfesten Merkmalen 12 zugeordnet werden. Die Umgebungskarte 6 umfasst dennoch die Objekte 26 der zweiten Klasse. Auch ihre Lage wird in dem Entzerrungsschritt g) korrigiert. Die Objekte 26 der zweiten Klasse reichern die Datengrundlage der Umgebungskarte 6 im Vergleich zu der maßstabsgerechten Karte 10 an, sodass für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 eine breitere Datengrundlage geschaffen wird.
  • Der zuvor im Zusammenhang mit Schritt d) erwähnte Korrekturbefehl ist beispielsweise ein benutzererzeugter Korrekturbefehl. Beispielsweise kann ein Benutzer in der überlagerten Karte, wie sie auf der Anzeigevorrichtung 24 angezeigt wird, zunächst die Lage der Säule 1 (oder die Lage einer Kante der Säule 1) in der Umgebungskarte 6 markieren. Anschließend markiert der Benutzer das zugehörige ortsfeste Merkmal 12, welches die Säule 1 darstellt, in der maßstabsgerechten Karte 10. Auch hier kann anstatt der Säule 1 als Ganzes eine Kante dieser Säule markiert werden, was die Genauigkeit der Zuweisung erhöhen kann. Aus diesen beiden Benutzereingaben lässt sich ddie in Schritt e) erzeugte Korrekturmatrix ableiten.
  • Verfährt der Benutzer auf diese Weise beispielsweise auch mit den Säulen 2 und 3 oder auch mit den Bauelementen des Feuerschutztors, so lässt sich die Umgebungskarte 6, wie sie Fig. 2 zeigt, anhand dieser Informationen entzerren, und es kann eine hochqualitative Umgebungskarte 6 als Lokalisierungskarte für das Flurförderzeug 2 bereitgestellt werden.
  • Der Benutzer kann bei diesem Prozess eine Assistenzfunktion nutzen, indem er einen Suchbereich 28, wie er beispielhaft für die Säule 1 mit Bezugszeichen versehen und für die Objekte 8 der ersten Klasse sowie für die zugehörigen Merkmale 12 in der Umgebungskarte 6 und der maßstabsgerechten Karte 10 in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, nutzen. Diesen Suchbereich 28 legt der Benutzer beispielsweise in der auf der Anzeigevorrichtung 24 dargestellten überlagerten Karte fest. In dem Suchbereich 28 befindet sich in der Umgebungskarte 6 das Objekt 8 und in der maßstabsgerechten Karte 10 das Merkmal 12. Ein von der externen Verarbeitungseinheit 20 bereitgestellter Objekterkennungsalgorithmus identifiziert einander entsprechende oder einander ähnliche Strukturen in dem Suchbereich 28. So kann dem Benutzer für die Zuordnung des Objekts 8 zu dem Merkmal 12 bereits eine Korrekturmatrix vorschlagen werden, beispielsweise in dem der Algorithmus die beiden Elemente zur Deckung bringt.
  • Ein solches Verfahren kann insbesondere in Echtzeit durchgeführt werden, also während beispielsweise das Flurförderzeug 2 einen Erfassungsbereich der Logistikeinrichtung 4 abfährt und mittels der Scanvorrichtung 14, die Umgebungskarte 6 erstellt. Zu diesem Zweck umfasst das Flurförderzeug 2 beispielsweise eine weitere Anzeigevorrichtung 30. Auf dieser kann die überlagerte Karte angezeigt werden. Dem Fahrer des Flurförderzeugs 2 können während der Scanfahrt Zuordnungen zwischen erfassten Objekten 8 und Merkmalen 12 vorgeschlagen werden. Der Benutzer muss in einem solchen Fall der vorgeschlagenen Zuordnung lediglich noch zustimmen. Bereits während der Scanfahrt kann auf diese Weise die Umgebungskarte 6 sowohl erfasst als auch entzerrt werden.
  • Das zuvor beschriebene Verfahren zum Erzeugen der Lokalisierungskarte kann durch eine Aktualisierung der Lokalisierungskarte erweitert werden. Dementsprechend können die weiteren zusätzlichen Schritte durchgeführt werden:
    Es wird zunächst gemäß einem Schritt a1), eine aktualisierte Umgebungskarte 6 des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung 4 durch Scannen von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten 8 und von weiteren bei der Erzeugung der Umgebungskarte 6 nicht oder an anderer Position erfassten Objekten 8 durchgeführt.
  • Gemäß einem Verfahrensschritt b1) wird die bereits in Schritt b) erfasste maßstabsgerechte Karte 10 erneut verwendet.
  • Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt c1) wird eine aktualisierte überlagerte Karte angezeigt, beispielsweise auf der Anzeigevorrichtung 24 der externen Verarbeitungseinheit 20 oder auf der weiteren Anzeigevorrichtung 30 des Flurförderzeugs 2. Diese aktualisierte überlagerte Karte umfasst die in Schritt a1) erzeugte aktualisierte Umgebungskarte 6 in Überlagerung mit der maßstabsgerechten Karte 10. Wird die entsprechende Anzeige auf der weiteren Anzeigevorrichtung 30 des Flurförderzeugs 2 vorgenommen, verfügt die Verarbeitungseinheit 18 des Flurförderzeugs 2 über eine entsprechende Funktionalität zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die bereits aus Schritt d) bekannte Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekt 8 und dem in der maßstabsgerechten Karte 10 vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal 12 kann nun in einem Schritt d1) des Verfahrens zum Aktualisieren der Lokalisierungskarte erneut verwendet werden. Mit anderen Worten muss zum Aktualisieren der Lokalisierungskarte keine erneute Zuordnung zwischen dem Objekt 8 und dem Merkmal 12 vorgenommen werden.
  • Anschließend kann in einem Schritt e1) eine aktualisierte Korrekturmatrix zwischen einer aktualisierten gescannten Position des in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekts 8, welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal 12 in Schritt d1) zugewiesen wurde, und der maßstabsgerechten Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals 12, wie sie in der maßstabsgerechten Karte 10 enthalten ist, erzeugt werden.
  • Die Schritte des Verwendens d1) und des Erzeugens der aktualisierten Korrekturmatrix e1) werden erneut für mindestens zwei in der Umgebungskarte 6 vorhandene Objekte 8 durchgeführt.
  • Gemäß einem Schritt g1) wird anschließend die Umgebungskarte 6 anhand der für diese beiden Objekte 8 erzeugten aktualisierten Korrekturmatrix entzerrt.
  • Gemäß einem Schritt h1) wird die in Schritt g1) entzerrte Umgebungskarte 6 als aktualisierte Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 ausgegeben.
  • Sowohl das in Fig. 7 gezeigte Flurförderzeug 2 als auch die externe Verarbeitungseinheit 20 können als Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs 2 in der Logistikeinrichtung 4 eingerichtet sein. Ist die externe Verarbeitungseinheit 20 als eine solche Vorrichtung eingerichtet, greift diese auf Daten der Scanvorrichtung 14 des Flurförderzeugs 2 zurück. Diese Notwendigkeit entfällt, sofern das Flurförderzeug 2 selbst mit der entsprechenden Funktionalität ausgestattet ist, also beispielsweise dessen Verarbeitungseinheit 18 entsprechend eingerichtet ist. Einzelne Verarbeitungsschritte des Verfahrens zum Erzeugen der Lokalisierungskarte können also von dem Flurförderzeug 2 und andere Schritte können von der externen Verarbeitungseinheit 20 durchgeführt werden. Die Aufteilung der Verarbeitungsschritte kann flexibel und beliebig erfolgen, wobei auch in den Verarbeitungsschritten umfasste Teilschritte oder Teilaufgaben zwischen den beiden Einheiten beliebig und flexibel verteilt werden können. Dies betrifft keine Schritte für die die jeweilige Einheit entsprechende Hardware benötigt. Beispielsweise wird die Erfassung der Einzelscans stets von der Einheit durchgeführt, die die Scanvorrichtung 14 umfasst, also i.d.R. von dem Flurförderzeug 2. Beispielsweise erfasst das Flurförderzeug 2 die Einzelscans und fügt diese zu einer verzerrten Umgebungskarte zusammen. Die Entzerrung und Korrektur dieser Karte erfolgt anschließend auf der externen Verarbeitungseinheit 20. Lediglich beispielhaft soll anschließend ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden, gemäß dem die externe Verarbeitungseinheit 20 als Vorrichtung zum Erzeugen der Lokalisierungskarte ausgestaltet ist.
  • Wie bereits erwähnt, erzeugt die Scanvorrichtung 14 des Flurförderzeugs 2 eine Umgebungskarte 6 eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung 4, indem mittels der Scanvorrichtung 14 in dem Erfassungsbereich vorhandene Objekte 8 gescannt werden. Die Einzelscans, können zwecks Registrierung an die externe Verarbeitungseinheit 20 übertragen werden.
  • Die externe Verarbeitungseinheit 20 umfasst eine Erfassungsvorrichtung 32, die dazu eingerichtet ist, die maßstabsgerechte Karte 10 zu erfassen. Beispielsweise handelt es sich bei der Erfassungsvorrichtung 32 um ein Speichermedium auf dem die maßstabsgerechte Karte 10 gespeichert ist oder um eine Schnittstelle, über die die maßstabsgerechte Karte 10 empfangen wird.
  • Die externe Verarbeitungseinheit 20 umfasst ferner die bereits erwähnte Anzeigevorrichtung 24, auf der die überlagerte Karte angezeigt wird.
  • Die externe Verarbeitungseinheit 20 umfasst ferner eine Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung 34, die eingerichtet ist, den Korrekturbefehl betreffend die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekt 8 und dem in der maßstabsgerechten Karte 10 vorhandenen Merkmal 12 zu erfassen. Die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung 34 ist beispielhaft ein Peripheriegerät, wie beispielsweise eine Computermaus.
  • Die externe Verarbeitungseinheit 20 umfasst ferner eine Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung 36, die eingerichtet ist, die Korrekturmatrix zwischen der gescannten Position des in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekts 8 und dem Merkmal 12, wie es die maßstabsgerechte Karte 10 zeigt, zu erzeugen. Die Erfassung des Korrekturbefehls und die Berechnung der Korrekturmatrix wird für zumindest zwei Objekte durchgeführt. Mit einer Entzerrungsvorrichtung 38 wird anschließend die Umgebungskarte 6 auf der Grundlage zumindest der Korrekturmatrizen entzerrt. Schließlich wird die entzerrte Umgebungskarte 6 über eine Ausgabevorrichtung 40 ausgegeben und beispielsweise zum Zwecke der Positionsbestimmung an das Flurförderzeug 2 übergeben. Hierzu kommuniziert beispielsweise die Ausgabevorrichtung 40 die Lokalisierungskarte an die Kommunikationseinheit 22 des Flurförderzeugs 2. Die Erfassungsvorrichtung 32, die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung 34, die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung 36 und/oder die Entzerrungsvorrichtung 38 der externen Verarbeitungseinheit 20 können als funktionelle Einheiten in der externen Verarbeitungseinheit 20 implementiert sein und müssen keine baulich diskreten Einheiten sein. Beispielsweise handelt es sich bei den Einheiten um Funktionen oder Algorithmen, die auf der externen Verarbeitungseinheit 20 ausgeführt werden.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm, welches Teile eines Verfahrens zum Erzeugen der Lokalisierungskarte illustriert.
  • In einem Schritt S1 wird zunächst der Scanvorgang gestartet, bezeichnet als "Starte Kartenaufnahme".
  • In einem Schritt S2 fährt das Flurförderzeug 2 eine Trajektorie in dem Erfassungsbereich ab, und nimmt dabei Einzelscans der Umgebung auf. Die Einzelscans werden an verschiedenen Posen des Flurförderzeugs 2 aufgenommen. Eine Pose umfasst Informationen zum Ort des Flurförderzeugs 2 und zu einer Orientierung des Flurförderzeugs 2. In Schritt S3 ist dieser Vorgang abgeschlossen.
  • In einem nächsten Schritt S4 wird die vorläufige (verzerrte) Umgebungskarte 6 erstellt, beispielsweise durch Verarbeitung der Scandaten im Flurförderzeug 2. Die Datenverarbeitung kann ebenso in der externen Verarbeitungseinheit 20 durchgeführt werden. Es liegt eine Trajektorie des Flurförderzeugs 2 mit entsprechenden Posen (jeweils umfassend die Position und die Orientierung) vor, an denen die jeweiligen Einzelscans aufgenommen wurden. Diese Trajektorie wird auch als "Pose Graph" bezeichnet. Jedem Einzelscan wird ein Knoten, auch bezeichnet als "Node", zugeordnet. Für jeden Knoten liegt ein Einzelscan, beispielsweise in Form eines Laserscans, und die zugehörige Pose, an der dieser Scan aufgenommen wurde, vor.
  • Die jeweilige Pose kann anhand von Daten aus der Fahrzeugodometrie oder auf der Grundlage von Daten einer in dem Flurförderzeug 2 vorhandenen IMU bestimmt werden. Ebenso kann zumindest eine relative Information über die Pose aus dem Matching der Einzelscans gewonnen werden, wie auch nachfolgend erläutert wird. Außerdem sind Kombinationen aus mehreren oder allen Methoden der Postionsbestimmung möglich, beispielsweise ein sog. Sensor Fusion.
  • Die vorläufige (verzerrte) Umgebungskarte 6 wird erstellt, indem die Einzelscans zu weit wie möglich passend zu der Umgebungskarte 6 zusammengesetzt werden. Dieser Vorgang wird vielfach als "Matching" bezeichnet. Wie dieser Vorgang gemäß dem konkreten Ausführungsbeispiel erfolgt, wird im Kontext der Schritte S5 und S6 erläutert.
  • Es werden zunächst beispielsweise einander entsprechende Strukturen in insbesondere aufeinanderfolgenden Einzelscans identifiziert. Es können ebenso alle Punkte der beiden Einzelscans so zueinander ausgerichtet werden, dass die beiden Einzelscans eine maximale pixelweise Überlagerung aufweisen. Anhand der Übereinstimmung der Strukturen oder der pixelweisen Übereinstimmung werden die Einzelscans zueinander ausgerichtet, beispielsweise verschoben und/oder rotiert. Zusätzlich kann für das Matching die Pose des Flurförderzeugs 2, an der der jeweilige Einzelscan aufgenommen wurde, berücksichtigt werden. Die relativen Posen, also der Unterschied von einer Pose zu der nachfolgenden Pose, können auch aus dem Matching der zugehörigen Einzelscans gewonnen werden. So ergibt sich die relative Pose beispielsweise aus der erforderlichen Verschiebung und/oder Rotation der aufeinanderfolgenden Einzelscans. Beide Ansätze können miteinander kombiniert werden. Es können also sowohl Informationen, die beispielsweise der Fahrzeugodometrie entnommen sind, als auch Informationen aus dem Matching der Einzelscans verarbeitet werden. Im Ergebnis werden entsprechende Transformationen berechnet, welche den relativen Übergang zwischen den einzelnen Posen, insbesondere von aufeinanderfolgenden Posen, beschreiben. Auf der Grundlage dieser Transformationen werden anschließend die Einzelscans zu der verzerrten Umgebungskarte 6 zusammengesetzt.
  • Diese Situation ist in Fig. 6a) illustriert. Schematisch und vereinfacht sind ein erstes Objekt 8a und ein zweites Objekt 8b sowie eine Mehrzahl von Posen 42, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit Bezugszeichen versehen sind, dargestellt. Die Einzelscans sind an den Posen 42 erfasst worden und stellen gleichzeitig Knoten für das Matching der Einzelscans dar.
  • In Schritt S5 werden, wie bereits erläutert, aus den für jeden Knoten vorliegenden Einzelscans jeweils relevante Strukturen extrahiert, zum Beispiel Wandecken oder Säulen. Diese Strukturen können manuell oder automatisch erkannt werden. Bei den relevanten Strukturen handelt es sich beispielsweise um das in Fig. 6a) dargestellte erste und zweite Objekt 8a, 8b.
  • Es erfolgt der Übergang zu dem in Fig. 5 dargestellten Teil des Ablaufdiagramms. Dieses beginnt mit Schritt S6. Es werden die Transformationen zwischen den einzelnen Knoten bzw. Posen ermittelt, um die Einzelscans zu der Umgebungskarte 6 zusammenzusetzen. Es erfolgt eine relative Transformation der insbesondere aufeinanderfolgenden Einzelscans beispielsweise bereits im Rahmen der Kartenaufzeichnung, ähnlich wie bei einem sog. SLAM-Verfahren (SLAM = Simultaneous Localization and Mapping; zu Deutsch: Simultane Positionsbestimmung und Kartierung). Diese vorläufige Umgebungskarte 6 umfasst, wie oben ausgeführt, entsprechende Fehler.
  • Es können beim Zusammensetzen der Einzelscans außerdem bauliche Abstände der als Scanvorrichtung 14 eingesetzten einzelnen Scanner, die an verschiedenen Orten des Flurförderzeugs 2 angebracht sein können, berücksichtigt werden. Eine intrinsische Transformation der Scandaten ist bei der Verwendung mehrerer Scanner sinnvoll, um die Scandaten der einzelnen Scanner auf einen gemeinsamen Referenzpunkt zu beziehen, beispielsweise auf den Fahrzeugdrehpunkt. Eine solche intrinsische Transformation wird typischerweise vor dem Matching der Einzelscans vorgenommen.
  • Nach der Erfassung der Einzelscans und dem Zusammenfügen dieser Einzelscans zu der (verzerrten) Umgebungskarte 6 schließt sich die Entzerrung der Umgebungskarte 6 an.
  • In Schritt S7 erfolgt zunächst die Zuordnung zwischen den in den Scandaten erfassten und vorhandenen Objekten, beispielsweise des ersten Objekts 8a und des zweiten Objekts 8b, zu in der maßstabsgerechten Karte, bei der es sich beispielsweise um eine CAD-Karte handelt, vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmalen 12 der Logistikeinrichtung 4.
  • Dies illustriert Fig. 6b). Dem ersten Objekt 8a wird ein erstes Merkmal 12a zugeordnet und dem zweiten Objekt 8b wird ein zweites Merkmal 12b der Logistikeinrichtung 4 zugeordnet. Dieser Schritt entspricht der Erfassung des Korrekturbefehls (Schritt d)). Indem Strukturen innerhalb der gescannten Umgebungskarte 6 Merkmalen 12 oder Strukturen des Layouts oder der CAD Darstellung der Logistikeinrichtung 4 zugeordnet werden, können die einzelnen Transformationen zwischen den aufeinanderfolgenden Knoten verändert oder angepasst werden, wodurch die Umgebungskarte 6 entzerrt werden kann.
  • Die sich anschließende Korrektur der Umgebungskarte (entspricht Schritt g)) erfolgt in dem Ablaufdiagramm in Schritt S8, im Rahmen eines Optimierungslaufs mit angepassten Posen für die Einzelscans.
  • Zunächst wird jedoch eine Korrekturmatrix erzeugt, durch deren Anwendung auf die gescannte Position des in der Umgebungskarte 6 vorhandenen Objekts 8, welches zuvor dem ortsfesten Merkmal 12 in Schritt d) zugeordnet wurde, die zuvor gescannte Position in die maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals 12, wie sie in der maßstabsgerechten Karte 10 enthalten ist, überführbar ist. Dies ist in Fig. 6c) angedeutet.
  • Als Korrekturmatrix ist beispielhaft der Spezialfall eines Korrekturvektors dargestellt. Konkret geht durch Anwendung eines ersten Korrekturvektors 44a auf die gescannte Position des ersten Objekts 8a dessen Position in die maßstabsgerechte Position des ersten ortsfesten Merkmals 12a über. Durch Anwendung des zweiten Korrekturvektors 44b geht die gescannte zweite Position des zweiten Objekts 8b in die maßstabsgerechte zweite Position des zweiten ortsfesten Merkmals 12b über. Die Bestimmung des ersten und zweiten Korrekturvektors 44a, 44b, und ebenso allgemein die Bestimmung einer ersten und zweiten Korrekturmatrix, kann beispielsweise folgendermaßen vorgenommen werden.
  • Die gescannte Umgebungskarte 6 und die maßstabsgerechte Karte 10 werden nebeneinander oder in Überlagerung auf der Anzeigevorrichtung 24, 30 dargestellt. Miteinander korrespondierende Punkte des Objektes 8 und des konstruktiv ortsfesten Merkmals 12 werden markiert, beispielsweise durch eine Benutzereingabe. Beispielsweise werden einander jeweils entsprechende Kanten oder Ecken einer Säule oder einer Tordurchfahrt in beiden Kartendarstellungen markiert. Dies könnten die Ecken oder Kanten des ersten bzw. zweiten Objekts 8a, 8b sein, bei denen es sich beispielsweise um eine Säule und eine Torduchfahrt handelt. Aus der Differenz dieser beiden Markierungen ergibt sich der Korrekturvektor. Dieser Vorgang ist in Fig. 6c) illustriert.
  • Es erfolgt anschließend die Anwendung der entsprechenden Korrekturvektoren 44a, 44b (oder allgemein der entsprechenden Korrekturmatrizen) auf die Posen 42, an denen die Einzelscans ermittelt wurden. Dies illustriert Fig. 6d). Beispielhaft wird der erste Korrekturvektor 44a auf eine Pose 42x angewandt. Der zweite Korrekturvektor 44b wird auf eine Pose 42y angewandt.
  • Eine vollständige Korrektur der Umgebungskarte 6 erfolgt, in dem auf die einzelnen zwischen der Pose 42x und der Pose 42y liegenden weiteren Posen 42 ebenfalls Korrekturvektoren oder allgemein entsprechende zusätzliche Korrekturmatrizen angewandt werden. Diese zusätzlichen Korrekturvektoren (im dargestellten Beispiel) oder allgemein zusätzliche Korrekturmatrizen können beispielsweise durch Interpolation zwischen dem ersten Korrekturvektor 44a und dem zweiten Korrekturvektor 44b berechnet werden. Andere Optimierungsverfahren können ebenso zur Anwendung kommen, beispielsweise eine Fehlerminimierung anhand einer Kovarianzmatrix.
  • Fig. 6e) illustriert diesen Vorgang. Auf die zwischen den Posen 42x und 42y liegenden weiteren Posen 42 werden entsprechende berechnete zusätzliche Korrekturmatrizen, oder wie im konkreten Beispiel dargestellt Korrekturvektoren, angewandt, die mit Pfeilen angedeutet sind. Durch Anwendung dieser zusätzlichen Korrekturvektoren gehen die Posen 42 in korrigierte Posen 46 über.
  • Werden nun die an den entsprechenden Posen 42 aufgenommenen Einzelscans auf der Grundlage der Orte und Orientierungen der korrigierten Posen 46 zusammengesetzt, kann die Umgebungskarte 6 entzerrt werden.
  • Im Schritt S9 wird eine Überprüfung der Lokalisierungskarte vorgenommen, beispielsweise durch eine Benutzerseitige visuelle Kontrolle. Wird in diesem Schritt die Lokalisierungskarte als ausreichend erachtet, wird die Lokalisierungskarte in Schritt S10 ausgegeben, bezeichnet als "entzerrte Karte". Wird hingegen in Schritt S9 die Lokalisierungskarte als noch nicht ausreichend angesehen, so können in einem weiteren Schritt S 11 weitere Objekte 8 und deren zugehörige Merkmale 12 der Analyse hinzugefügt werden, bezeichnet als "Hinzufügen von relevanten Strukturen".
  • Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Flurförderzeug
    4
    Logistikeinrichtung
    6
    Umgebungskarte
    8
    Objekt (erste Klasse)
    8a
    erstes Objekt
    8b
    zweites Objekt
    10
    maßstabsgerechte Karte
    12
    Merkmale
    12a
    erstes Merkmal
    12b
    zweites Merkmal
    14
    Scanvorrichtung
    16
    Speichermedium
    18
    Verarbeitungseinheit
    20
    externe Verarbeitungseinheit
    22
    Kommunikationseinheit
    24
    Anzeigevorrichtung
    26
    Objekt (zweite Klasse)
    28
    Suchbereich
    30
    weitere Anzeigevorrichtung
    32
    Erfassungsvorrichtung
    34
    Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung
    36
    Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung
    38
    Entzerrungsvorrichtung
    40
    Ausgabevorrichtung
    42
    Pose
    44a
    erster Korrekturvektor
    44b
    zweiter Korrekturvektor
    46
    korrigierte Posen

Claims (15)

  1. Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs (2) in einer Logistikeinrichtung (4), die folgenden Schritte aufweisend:
    a) Erzeugen einer Umgebungskarte (6) eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung (4) durch Scannen von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten (8),
    wobei das Verfahren zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte gekennzeichnet ist durch die folgenden weiteren Schritte:
    b) Erfassen einer maßstabsgerechten Karte (10) zumindest des Erfassungsbereichs, wobei in der maßstabsgerechten Karte (10) konstruktiv ortsfeste Merkmale (12) der Logistikeinrichtung (4) vorhanden sind,
    c) Anzeigen der erzeugten Umgebungskarte (6) und der maßstabsgerechten Karte (10) auf einer Anzeigevorrichtung (24),
    d) Erfassen eines Korrekturbefehls betreffend eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) und einem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12),
    e) Erzeugen einer Korrekturmatrix, insbesondere für in der Umgebungskarte (6) an verzerrter Position dargestellte Objekte (8), wobei durch Anwendung der Korrekturmatrix auf eine gescannte Position des in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekts (8), welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) in Schritt d) zugeordnet wurde, diese gescannte Position in eine maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals (12), wie sie in der maßstabsgerechten Karte (10) enthalten ist, überführbar ist,
    f) Durchführen der Schritte d) und e) zumindest für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes erstes Objekt (8) und für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes zweites Objekt (8),
    g) Entzerren der Umgebungskarte (6) anhand zumindest einer für das erste Objekt (8) erzeugten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt (8) erzeugten zweiten Korrekturmatrix,
    h) Ausgeben der in Schritt g) entzerrten Umgebungskarte (6) als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in der Logistikeinrichtung (4).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt a) die Umgebungskarte (6) erzeugt wird, indem eine Vielzahl von Einzelscans von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten (8) durchgeführt werden und die Einzelscans durch Registrierung zu der Umgebungskarte (6) zusammengefügt werden, wobei die Umgebungskarte (6) insbesondere eine Punktwolke oder ein Belegungsgitter ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Logistikeinrichtung (2) auf der Grundlage der maßstabsgerechten Karte (10) realisiert wurde.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in der Umgebungskarte (6) eine erste Klasse von Objekten (8) vorhanden ist, die konstruktiv ortsfesten Merkmalen (12) zuweisbar sind oder zugewiesen werden, und eine zweite Klasse von Objekten (8) vorhanden ist, die nicht konstruktiv ortsfesten Merkmalen (12) zuweisbar sind oder zugewiesen werden, wobei die korrigierte Umgebungskarte (6), die als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in Schritt h) ausgegeben wird, sowohl Objekte (8) der ersten als auch der zweiten Klasse umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in Schritt d) ein von einem Benutzer erzeugter Korrekturbefehl erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der in Schritt d) erfasste Korrekturbefehl einen Suchbereich (28) in der in Schritt c) angezeigten Umgebungskarte (6) und/oder der maßstabsgerechten Karte (10) festlegt, wobei in dem Suchbereich (28) das in der Umgebungskarte (6) vorhandene Objekt (8) und das in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandene konstruktiv ortsfeste Merkmal (12) vorhanden sind, wobei die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) zu dem in der maßstabsgerechten Karte (12) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) durch einen Objekterkennungsalgorithmus durchgeführt wird oder von einem Benutzer durch einen Objekterkennungsalgorithmus assistiert durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem Schritt d) während der Durchführung von Schritt a) erfolgt.
  8. Verfahren zum Aktualisieren einer Lokalisierungskarte, bei dem gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eine Lokalisierungskarte erzeugt wird und zum Aktualisieren dieser Lokalisierungskarte die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    a1) Erzeugen einer aktualisierten Umgebungskarte (6) des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung (2) durch Scannen der in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekte (8) und von weiteren bei der Erzeugung der Umgebungskarte nicht oder an anderer Position erfassten Objekten (8),
    b1) Verwenden der in Schritt b) erfassten maßstabsgerechten Karte (12),
    c1) Anzeigen einer erzeugten aktualisierten Umgebungskarte (6) und der maßstabsgerechten Karte (12) auf der Anzeigevorrichtung (24),
    d1) Verwenden der in Schritt d) erfassten Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) und dem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12),
    e1) Erzeugen einer aktualisierten Korrekturmatrix, insbesondere für in der aktualisierten Umgebungskarte (6) an verzerrter Position dargestellte Objekte (8), wobei durch Anwendung der aktualisierten Korrekturmatrix auf eine aktualisierte gescannte Position des in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekts (8), welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) in Schritt d1) zugeordnet wurde, diese aktualisierte gescannte Position in die maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals (12), wie sie in der maßstabsgerechten Karte (10) enthalten ist, überführbar ist,
    f1) Durchführen der Schritte d1) und e1) zumindest für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes erstes Objekt (8) und für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes zweites Objekt (8),
    g1) Entzerren der Umgebungskarte (6) anhand zumindest einer für das erste Objekt (8) erzeugten aktualisierten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt (8) erzeugten aktualisierten zweiten Korrekturmatrix,
    h1) Ausgeben der in Schritt g1) entzerrten Umgebungskarte (6) als aktualisierte Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in der Logistikeinrichtung (4).
  9. Vorrichtung zum Erzeugen einer Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung eines Flurförderzeugs (2) in einer Logistikeinrichtung (4), aufweisend:
    a) eine Scanvorrichtung (14) zum Erzeugen einer Umgebungskarte (6) eines Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung (2), wobei die Scanvorrichtung (14) eingerichtet ist, in dem Erfassungsbereich vorhandene Objekte (8) zu scannen,
    wobei die Vorrichtung ferner gekennzeichnet ist durch:
    b) eine Erfassungsvorrichtung (32), die eingerichtet ist, eine maßstabsgerechte Karte (10) zumindest des Erfassungsbereichs zu erfassen, wobei in der maßstabsgerechten Karte (10) konstruktiv ortsfeste Merkmale (12) vorhanden sind,
    c) eine Anzeigevorrichtung (24), die eingerichtet ist, die erzeugte Umgebungskarte (6) und die maßstabsgerechte Karte (10) anzuzeigen,
    d) eine Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34), die eingerichtet ist, einen Korrekturbefehl betreffend eine Zuordnung zwischen einem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) und einem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) zu erfassen,
    e) eine Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung (36), die eingerichtet ist, insbesondere für in der Umgebungskarte (6) an verzerrter Position dargestellte Objekte (8), eine Korrekturmatrix zu erzeugen, wobei durch Anwendung der Korrekturmatrix auf die gescannte Position des in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekts (8), welches von der Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (36) dem konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) zuweisbar ist oder zugeordnet wurde, diese gescannte Position in eine maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals (12), wie sie in der maßstabsgerechten Karte (10) enthalten ist, überführbar ist,
    f) wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) und die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung (36) dazu eingerichtet sind, die Zuordnung und die Korrekturmatrixerzeugung zumindest für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes erstes Objekt (8) und für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes zweites Objekt (8) durchzuführen,
    g) eine Entzerrungsvorrichtung (38), die eingerichtet ist, die Umgebungskarte (6) anhand zumindest einer für das erste Objekt (8) erzeugten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt (8) erzeugten zweiten Korrekturmatrix zu entzerren,
    h) eine Ausgabevorrichtung (40), die dazu eingerichtet ist, die von der Entzerrungsvorrichtung (38) entzerrte Umgebungskarte (6) als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in der Logistikeinrichtung (4) auszugeben.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Scanvorrichtung (14) dazu eingerichtet ist, die Umgebungskarte (6) zu erzeugen, indem eine Vielzahl von Einzelscans von in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekten (8) durchgeführt werden und die Einzelscans durch Registrierung zu der Umgebungskarte (6) zusammengefügt werden, wobei die Umgebungskarte (6) insbesondere eine Punktwolke oder ein Belegungsgitter ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei in der Umgebungskarte (6) eine erste Klasse von Objekten (8) vorhanden ist, die konstruktiv ortsfesten Merkmalen (12) zuweisbar sind oder zugewiesen werden, und eine zweite Klasse von Objekten (8) vorhanden ist, die nicht konstruktiv ortsfesten Merkmalen (12) zuweisbar sind oder zugewiesen werden, wobei die korrigierte Umgebungskarte (6), die als Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) von der Ausgabevorrichtung (40) ausgebbar ist oder ausgegeben wird, sowohl Objekte (8) der ersten als auch der zweiten Klasse umfasst.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) dazu eingerichtet ist, einen von einem Benutzer erzeugten Korrekturbefehl zu erfassen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) dazu eingerichtet ist, einen Korrekturbefehl zu erfassen, der einen Suchbereich in der von der Anzeigevorrichtung (24) anzeigbaren oder angezeigten Umgebungskarte (6) und/oder maßstabsgerechten Karte (10) festlegt, wobei in dem Suchbereich (28) das in der Umgebungskarte (6) vorhandene Objekt (8) und das in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandene konstruktiv ortsfeste Merkmal (12) vorhanden sind, wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) ferner dazu eingerichtet ist die Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) zu dem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) durch einen Objekterkennungsalgorithmus durchzuführen oder einen Benutzer durch einen Objekterkennungsalgorithmus zu assistieren.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) dazu eingerichtet ist, den Korrekturbefehl zu erfassen während die Scanvorrichtung (14) die Umgebungskarte (6) des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung (4) erfasst.
  15. Vorrichtung zum Aktualisieren einer Lokalisierungskarte, aufweisend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, mit der eine Lokalisierungskarte erzeugbar ist oder erzeugt wird, wobei ferner:
    a1) die Scanvorrichtung (14) dazu eingerichtet ist, eine aktualisierte Umgebungskarte (6) des Erfassungsbereichs der Logistikeinrichtung (4) durch Scannen der in dem Erfassungsbereich vorhandenen Objekte (8) und von weiteren bei der Erzeugung der Umgebungskarte (6) nicht oder an anderer Position erfassten Objekten (8) zu erzeugen,
    b1) die Erfassungsvorrichtung (32) dazu eingerichtet ist, die erfasste maßstabsgerechte Karte (10) zu verwenden,
    c1) die Anzeigevorrichtung (54) dazu eingerichtet ist, eine von der Scanvorrichtung (14) erzeugte aktualisierte Umgebungskarte (6) und die maßstabsgerechte Karte (10) anzuzeigen,
    d1) die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) dazu eingerichtet ist, die erfasste Zuordnung zwischen dem in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekt (8) und dem in der maßstabsgerechten Karte (10) vorhandenen konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) zu verwenden,
    e1) die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung (36) dazu eingerichtet ist, insbesondere für in der aktualisierten Umgebungskarte (6) an verzerrter Position dargestellte Objekte (8), eine aktualisierte Korrekturmatrix zu erzeugen, wobei durch Anwendung der aktualisierte Korrekturmatrix auf eine aktualisierte gescannte Position des in der Umgebungskarte (6) vorhandenen Objekts (8), welches dem konstruktiv ortsfesten Merkmal (12) von der Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (36) zugeordnet wurde, diese aktualisierte gescannte Position in die maßstabsgerechte Position des konstruktiv ortsfesten Merkmals (12), wie sie in der maßstabsgerechten Karte (10) enthalten ist, überführbar ist,
    f1) die Korrekturbefehlerfassungsvorrichtung (34) und die Korrekturmatrixerzeugungsvorrichtung (36) dazu eingerichtet sind, die Zuordnung und die Korrekturmatrixerzeugung zumindest für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes erstes Objekt (8) und für ein in der Umgebungskarte (6) vorhandenes zweites Objekt (8) durchzuführen,
    g1) die Entzerrungsvorrichtung (38) dazu eingerichtet ist, die Umgebungskarte (6) anhand zumindest einer für das erste Objekt (8) erzeugten aktualisierten ersten Korrekturmatrix und einer für das zweite Objekt (8) erzeugten aktualisierten zweiten Korrekturmatrix zu entzerren,
    h1) die Ausgabevorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, die entzerrte Umgebungskarte (6) als aktualisierte Lokalisierungskarte für die Positionsbestimmung des Flurförderzeugs (2) in der Logistikeinrichtung (4) auszugeben.
EP23187589.9A 2023-07-25 2023-07-25 Verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer lokalisierungskarte sowie zum aktualisieren dieser lokalisierungskarte Active EP4498040B1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110178668A1 (en) 2008-09-16 2011-07-21 Murata Machinery, Ltd. Environmental map correction device and autonomous mobile device
DE102021130631A1 (de) * 2021-11-23 2023-05-25 Still Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Verfahren und System zur Navigation eines Flurförderzeugs
EP3612906B1 (de) 2017-04-21 2023-06-07 Intrinsic Innovation LLC Verfahren und system zur erzeugung und ausrichtung von umgebungskarten

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